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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Soares, Ricardo Ferreira
Título: Reações Interfaciais de Poli(dimetilsiloxano)s com Superfícies Hidroxiladas
Ano: 1997
Orientador: Prof. Dr. Fernando Galembeck
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Siliconas, Adesão, Compósitos, Carbonato de cálcio revestido, Partículas encapsuladas
Resumo: Os poli(siloxano)s são vulgarmente conhecidos por siliconas e são polímeros constituídos por cadeias Si-O contendo grupos orgânicos ligados a uma fração significativa dos átomos de silício. Sua química é basicamente determinada pela polarização da ligação Si-O e pela estrutura dos grupos orgânicos ligados ao silício. A ligação Si-O possui alta resistência à clivagem homolítica, mas é susceptível à clivagem heterolítica, tornando a cadeia sensível ao ataque de substâncias ácidas ou básicas. Tal susceptibilidade ao ataque de grupos ácidos ou básicos faz com que os poli(siloxano)s participem de reações com diversas superfícies inorgânicas, especialmente com o aumento da temperatura. Neste trabalho foi estudada a reatividade do poli(dimetilsiloxano), PDMS, quando aquecido na presença de substratos inorgânicos. Em temperaturas superiores a 200°C esse polímero apresenta um grande aumento na sua atividade química. O aquecimento de PDMS misturado a sólidos inorgânicos provocou a reação química entre o polímero e a superfície, possibilitando o seu revestimento com um filme de PDMS. Essa reação permitiu desenvolver um método de encapsulamento de partículas inorgânicas que leva a obtenção de pós compósitos constituídos por um caroço inorgânico envolvido por uma casca polimérica. Foram obtidos compósitos de PDMS com carbonato de cálcio, óxido de ferro, óxido de alumínio e óxido de magnésio. Todos eles apresentaram superfícies hidrofóbicas pouco molháveis por solventes polares. Por microscopia eletrônica de transmissão do óxido férrico tratado com PDMS, foi verificada a formação de um filme denso e contínuo envolvendo as partículas. O carbonato de cálcio tratado com PDMS teve a sua capacidade de adsorção de azul de metileno radicalmente diminuída. O espectro de absorção no infravermelho do polímero ancorado às partículas possui as mesmas bandas de absorção do óleo de partida. O espectro de ressonância magnética nuclear de Si do carbonato de cálcio tratado com PDMS revelou o surgimento de um novo ambiente químico, com um átomo de silício ligado a três átomos de oxigênio. Esses resultados indicam que o polímero presente nos compósitos tem composição química semelhante ao PDMS de partida, embora com algum grau de reticulação. O PDMS ancorado à superfície das partículas se mostrou estável à hidrólise e à extração por solventes orgânicos.
Abstract: Polysiloxanes, commonly know as silicones, are polymers formed by an Si-O backbone containing organic groups attached to the silicon atoms. Their chemistry is basically determined by the polarization of the Si-O bonds, and by the structure of the pendant organic groups. The Si-O bond is highly resistant to homolytic cleavage, but is susceptible to heterolytic cleavage, which makes the backbone sensible to attack by acids or bases. The susceptibility to acid or basic group attack enables silicones to undergo reactions with inorganic surfaces, especially at higher temperatures. In this work we have studied the reactivity of polydimethylsiloxane (PDMS), when heated in the presence of inorganic substrates. At temperatures above 200°C, PDMS shows a considerable increase in its chemical activity. Heating the polymer in the presence of inorganic surfaces leads to chemical reaction between the polymer and the surface, yielding a thin PDMS film covering the surface. This reaction has enabled us to develop a method for encapsulating inorganic particles, leading to composite powders wich consist of an inorganic core surrounded by a polymeric shell. We obtained composites with CaCO3, Fe2O3, AI2O3 and MgO. All of them present hydrophobic surfaces, with low wettability by polar solvents. TEM images show the presence of a dense and continuos film around the particles of Fe2O3/PDMS composite. PDMS-treated calcium carbonate adsorbs much less methylene blue, in relation to the non-treated salt. The infrared spectrum of the polymer linked to the particles presents the same absorption bands as the initial oil. The Si nuclear magnetic ressonance spectrum of PDMS-treated calcium carbonate shows a new chemical environment, with silicon atoms bound to three oxygen atoms. These results suggest that the polymer attached to the surface has a similar composition to that of the initial oil, however with some degree of crosslinking. The attached polymer is also stable towards hydrolysis and to removal by organic solvents.
Arquivo (Texto Completo): vtls000118882.pdf ( tamanho: 2,78 MB )

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