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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Branciforti, Márcia Cristina
Título: Morfologia de Blendas de Copolímero Tribloco do Tipo ABC e Homopolímeros
Ano: 1994
Orientadora: Profa. Dra. Maria do Carmo Gonçalves
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: --
Resumo: As morfologias de copolímero tribloco poli[ estireno-b-isopreno-b-(2- vinil - piridina)] (SI2VP) e blendas binárias e ternárias deste copolímero com homopolímeros foram estudadas em função da concentração e da massa molecular dos homopolímeros na blenda. Em nosso estudo, o copolímero tribloco possui faixa estreita de distribuição de massa molecular e composição bem definida. Este copolímero tribloco foi misturado com homopoliestireno (hPS), homopoliisopreno (hPI) e homopoli(2-vinilpiridina) (hP2VP) para formar amostras com morfologias próximas ao equilíbrio. As técnicas de caracterização utilizadas neste estudo foram microscopia eletrônica de transmissão e espalhamento de raios-X a baixo e ultra-baixo ângulo. A morfologia lamelar foi predominante em blendas binárias contendo copolímero tribloco lamelar SI2VP e concentrações reduzidas de hPS, hPI e hP2VP. O espaçamento lameIar, as espessuras das camadas de PS, PI e P2VP e a área média por junção do copolímero foram calculados a partir do parâmetro de rede lamelar e da fração volumétrica total. À medida que hPS é adicionado ao sistema lamelar, a espessura das camadas de PI e P2VP diminuem, indicando relaxamento das cadeias de poliisopreno e de poli(2-vinilpiridina). A área por junção, uma medida da separação lateral dos blocos do copolímero, aumenta à medida que a concentração de homopoliestireno aumenta e permanece constante com o aumento do peso molecular do homopolímero. Quando a massa molecular do homopolímero é pequeno, as cadeias de hPS podem penetrar e intumescer uniformemente o bloco de PS do copolímero, o que é favorecido pela entropia de mistura. Este intumescimento de blocos de PS se toma assimétrico à medida que a massa molecular do homopolímero ou a concentração de homopolímero aumenta. Foi observado um aumento acentuado nas espessuras das camadas de P2VP com o aumento da concentração de homopolímero, em blendas binárias preparadas a partir do mesmo copolímero tribloco e hP2VP. Adicionando mais homopolímero à morfologia lamelar conduz, principalmente, a perda de ordem a longo alcance. Morfologias lamelares foram também observadas em blendas binárias de copolímero tribloco e homopoliisopreno. Entretando, o grau de intumescimento dos microdomínios formados pelo bloco intermediário de PI é dependente do limite imposto pela energia livre conformacional deste bloco. As várias morfologias observadas em blendas de copolírnero tribloco e homopolímeros estão sumarizadas em um diagrama morfológico. Adicionando os vários homopolímeros no copolímero tribloco lamelar, morfologias ordenadas e micelas não ordenadas são formadas.
Abstract: Bulk morphologies of poly(styrene-b-isoprene-b-2-vinilpyridine) (SI2VP) triblock copolymer and homopolymer binary and ternary blends were studied as a function of homopolymer molecular weight and homopolymer concentration in the blend. In our study, the triblock copolymer of was of narrow molecular weight distribution and well defined block composition. This triblock copolymer was blended with homopolystyrene (hPS), homopolyisoprene (hPI) and homopoly(2- vinylpyridine) (hP2VP) to produce samples of near-equilibrium morphologies. The primary tools of this study were transmission electron microscopy and small angle and ultra-small angle x-ray scattering. The lamellar morphology was prevalent in binary blends containing a lamellar S12VP triblock copolymer at low hPS, hPI and hP2VP concentrations. The lamellar spacing, the PS, PI and P2VP layer thicknesses and the average ares per copolymer junction at the interfaces were calculated from the lamellar lattice parameter and the overall polymer volume fraction. As hPS was added to tbe lamelar system, the thickness of the PI and P2VP layer decreased indicating polyisoprene and poly(2-vinylpyridine) chain relaxation. The area per junction, a measure of the lateral separation of the copolymer blocks was found to increase as the homopolymer concentration increased and remain constant as the homopolystyrene molecular weight increased. When the homopolymer molecular weight is lower, the hPS chain can penetrate and swell the PS block of the copolymer to a greater extent due to a more favorable entropy of mixing. This swelling of the PS blocks becomes asymmetric as the homopolymer molecular weight or the homopolymer concentration increases. In binary blends prepared from lamellar SI2VP triblock copolymer and hP2VP a pronounced increase in the P2VP layer thicknesses was observed as the homopoly(2-vinylpyridine) concentration increased. Adding more homopolymer to the lamellar morphology produces primarily loss of long range order. The lamellar morphology was algo observed in binary blends of triblock copolymer and homopolyisoprene. However the swelling of PI microphases was limited to a lower extent imposed by the conformational free energy of the PI mid-blocks. The various morphologies observed in triblock copolymer/homopolymer blends were summarized in a morphology diagram. Upon adding various homopolymers to a lamellar diblock copolymer, ordered morphologies and disordered micelles are accessible.
Arquivo (Texto Completo): vtls000082284.pdf ( tamanho: 9,32MB )

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