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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Botter Junior, Wilson
Título: Relações interfaciais de Poli(dimetilsiloxano) com Sólidos Inorgânicos
Ano: 1997
Orientador: Prof. Dr. Fernando Galembeck
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Poli(dimetilsiloxano), Modificação de superfícies, Óxido férrico, Óxido de alumínio, Óxido de titânio, Vidro de Silicato
Resumo: Poli(dimetilsiloxano) (PDMS) estável, linear ou reticulado, nas formas de óleos e borrachas comerciais, reage interfacialmente com sólidos inorgânicos como: vidros de silicato, óxidos férrico, de alumínio, titânio e silício, quando aquecidos a temperaturas entre 250°C e 300°C. Desse modo, obtém-se sistemas multifásicos nos quais domínios poliméricos estão quimicamente ligados às fases inorgânicas. Nesta Tese foi estudada a reatividade interfacial de PDMS frente a esses sólidos inorgânicos, cujas reações, induzidas por aquecimento a 280°C em atmosfera oxidante, permitiram a obtenção de compósitos de borracha de PDMS e óxidos férrico, de titânio e alumínio e a obtenção de vidro de silicato e partículas inorgânicas (Fe2O3, TiO2, Al2O3) recobertos com um filme do polímero. Os compósitos de borracha de PDMS com os sólidos inorgânicos foram analisados por espectroscopia no infravermelho de reflectância (lRS), termogravimetria, microscopias de transmissão e varredura e foram submetidos a ensaios de resistência à compressão; além disso, os compósitos de óxidos de titânio e alumínio com PDMS foram analisados por ressonância magnética nuclear de Si com as técnicas de polarização cruzada e rotação segundo o ângulo mágico (CP/MAS). O compósito de borracha de PDMS com Fe2O3 apresenta uma resistência à compressão 40 vezes maior e uma variação menos acentuada na composição química que a borracha de PDMS, quando aquecidos a 300°C em atmosfera oxidante. Nossos resultados evidenciaram a formação de ligações do tipo Si-O-M entre o polímero e a superfície dos sólidos, quando esses materiais foram aquecidos a 280°C por uma hora. PDMS linear (óleo) aquecido a 280°C por uma hora na presença de vidro de silicato ou de partículas de Fe2O3, TiO2 ou Al2O3 forma revestimentos resistentes à extração com tolueno quente. A microscopia eletrônica de transmissão permite a observação de domínios de PDMS na superfície dessas partículas inorgânicas. A obtenção e a estabilidade térmica dos compósitos de PDMS podem ser interpretadas como resultantes de reações entre os sítios ativos gerados no polímero, por cisão de cadeia e termoxidação, e grupos presentes na superfície dos sólidos inorgânicos, num processo competitivo com as reações de equilíbrio de polimerização. Essas reações fornecem uma metodologia nova e poderosa de obtenção de materiais compósitos.
Abstract: Poly(dimethyIsiloxane) (PDMS) stable, linear or cross-linked, like oil or rubber commercial, react interfacially with inorganic solids like silicate glasses, ferric oxide, aluminum oxide, titanium oxide and silicon oxide, when heated between 250°C and 300°C temperatures. This interfacial reactions originate organic-inorganic multiphasic stable systems that present polymeric domains chemically bonded to the inorganic phases. In this thesis, it was investigated the interfacial reactivity of PDMS with they inorganic solids, and then reactions, induced by heated to 280°C in oxidant atmospheric, produced PDMS rubber and ferric oxide, aluminum oxide and titanium oxide composites and the obtainment of silicate glasses and inorganic particles (Fe2O3, TiO2, Al2O3) covered by silicone polymer films. The resulting composite materiaIs of PDMS rubber and inorganic solids were analysed by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy for Si, thermogravimetric analysis, transmission and scanning electron microscopies and mechanical resistance tests. The composite of PDMS rubber with Fe2O3 when compared with PDMS rubber showed resistance to compression 40 times lower and low modification in the chemical composition when heated to 300°C in oxidant atmospheric. The results showed the formation of Si-O-M bond between the polymer and the solids surfaces', when these materials were heated to 280°C for one hour. The linear PDMS (oil) heated to 280°C for one hour in silicate glass surface or Fe2O3, TiO2, Al2O3 particles surfaces produced transparent covers, resistant to the extraction with hot toluene. The transmission electron microscopy can observed PDMS domains in these inorganic particles surfaces. The obtainment and thermal stability of PDMS composites is attributed to the reaction between the active groups originated in the polymer, by chain rupture and thermaloxidation, and present groups in the inorganic solids surfaces, in an competition process with a polymerisation equilibrium reactions. These reactions are a new and powerful methodology for obtainment of composite materiaIs.
Arquivo (Texto Completo): vtls0000134117.pdf ( tamanho: 7,20MB )

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