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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Silveira, Kátia Fraga
Título: Híbridos de Polímeros Orgânicos e Sílica a partir do Processo Sol-Gel
Ano: 1995
Orientadora: Profa. Dra. Suzana Pereira Nunes
Coorientadora: Profa. Dra. Inez Valéria Pagotto Yoshida
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: --
Resumo: Os híbridos organo-inorgânicos de sílica e poli (metacrilato de metila) (PMMA) e Nafion® foram preparados via processo sol-gel a partir da reação de hidrólise e condensação do tetraetoxissilano, sob catálise ácida. Foi investigado o mecanismo de separação de fases para os sistemas contendo PMMA por espalhamento de luz, durante a evaporação do solvente e prosseguimento da formação da rede de sílica. Os resultados por espalhamento de luz permitiram observar que os híbridos possuindo composição intermediária de sílica e PMMA separaram fases pelo mecanismo de decomposição spinodal (SD), com aumento simultâneo da viscosidade. Nos estágios iniciais a separação seguiu a teoria linear proposta por Ganh. Já os sistemas com baixa concentração de PMMA separaram fases pelo mecanismo de nucleação e crescimento (NG) e a gelificação ocorreu depois da separação. A morfologia final dos híbridos PMMA/sílica foi analisada por microscopia eletrônica de varredura e transmissão, utilizando-se imagem espectroscópica de elétrons seletiva para carbono e silício. Mesmo os sistemas que seguiram o mecanismo SD apresentaram uma morfologia do tipo matriz/domínio, indicando a coalescência das fases. Foi observada uma microestrutura cilíndrica/globular no interior das fases separadas. Os híbridos de Nafion®/sílica são materiais transparentes, ao contrário dos híbridos de PMMA/sílica. Foi investigada a sua morfologia por microscopia eletrônica de transmissão, verificando-se a formação de uma estrutura lamelar ou cilíndrica. Foi feita também uma análise térmica por DSC, detectando-se a presença de duas transições, uma por volta de 100°C, correspondente à transição "cluster-cluster" do Nafion® e à reação de condensação dos grupos terminais OH da sílica outra transição, a uma temperatura mais elevada, correspondente à fusão do Nafion®, desloca-se para valores mais baixos, com o aumento da concentração da sílica.
Abstract: Inorganic/organic hybrids of silica and poly(methylmethacrylate) (PMMA) or Nafion® were obtained by hydrolysis/condensation reactions of tetraethoxysilane (TEOS), with acid catalysis in a sol-gel process. The mechanism of phase separation of the PMMA/TEOS systems was investigated by light scattering, during formation of the silica network and solvent evaporation. Spinodal decomposition (SD) was confirmed for hybrids with intermediate PMMA and silica compositions accurring with simultaneous viscosity increase. The initial stages of phase separation followed the linear theory proposed by Cahn. For systems with low PMMA content, a behaviour typical of nucleation and growth mechanism was detected. In this case gelation took place after demixing. The morphology of the final silica/PMMA product was investigated by scanning and transmission electron microscopy. Electron spectroscopic image for carbon and silicon was obtained. A matrix/domain morphology was algo verified for systems which followed the SD mechanism, indicating that phase coarsening occurs. A micellar/cylindric microstructure was observed inside the separated phases The Nafion®/silica hybrids are transparent materiais, in opposite to PMMA/ silica hybrids. A lamellar or cylindric structure morphology was observed by transmission electron microscopy. Two endothermic transitions were detected by DSC, one of them about 100°C, which corresponds to the Nafion® cluster-cluster transition and condensation reaction of final OH groups of the silica, and the other corresponds to the melting transition af Nafion®. This transition moved to lower values as the silica concentration decreased.
Arquivo (Texto Completo): vtls000099639.pdf ( tamanho: 3,14MB )

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