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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Redondo, Simone Ungari Azzolino
Título: Filmes de Siliconas Policíclicas. Obtenção, Caracterização e Avaliação da Permeabilidade a Gases
Ano: 1999
Orientadora: Profa. Dra. Inez Valéria Pagotto Yoshida
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Membranas poliméricas, Polímeros, Siliconas polissíloxanos
Resumo: Neste trabalho foram obtidos filmes de siliconas policíclicas (SP) com naturezas distintas, a partir de reações de hidrossililação, catalisadas por complexo de Pt(II). A reação entre o monômero 2,4,6,8-tetravinil-2,4,6,8- tetrametilciclotetrassiloxano e 2,4,6,8- tetrametilciclotetrassiloxano ou 1,3-tetrametildissiloxano ou 1,4-bis(dimetilsililbenzeno), gerou os materiais SP1, SP2 e SP3, respectivamente, e a reação entre 2,4,6,8-tetrametilciclotetrassiloxano e tetraalilsilano ou tetravinilsilano, gerou os materiais SP4 e SP5, respectivamente. As reaçôes foram conduzidas à temperatura ambiente, a partir de quantidades equimolares de grupos Si-H e SiCH=CH2. A estrutura molecular dos materiais foi caracterizada por espectroscopia Raman e RMN MAS Si. As siliconas policíclicas foram também caracterizados por análise termogravimétrica, análise dinâmico- mecânica, e microscopia eletrônica de varredura. Estas técnicas permitiram observar uma boa estabilidade térmica para todos os materiais, detectar a presença de transições vítreas e evidenciar a ausência de poros e de separação de fases nos materiais obtidos, respectivamente. Estudou -se ainda a nanomorfologia dos materiais por espalhamento de raios-X no baixo ângulo, sendo que SP2, SP3 não apresentaram centros espalhadores, enquanto que SP1, SP4 e SP5 apresentaram perfis de espalhamento característicos de sistemas contendo centros espalhadores polidispersos. Foi possível estimar o raio de giro (Rg) destes centros, estando na faixa de: 24-133A, 40-145A e 26-126A, respectivamente. Pode-se observar ainda que os materiais se apresentaram como fractais de volume, sugerindo um comportamento de "esponja molecular" . A permeabilidade dos filmes SP1, SP2 e SP3 frente aos gases H2, O2, N2, CO2 e CH4 foi investigada, observando-se um alto coeficiente de permeabilidade comparado a alguns polímeros orgânicos utilizados como membranas de permeação, e um coeficiente de seletividade superior ao de membranas à base de PDMS.
Abstract: In the present work, polycyclic silicone films were synthesised through hydrosilylation reaction, using Pt as catalyst. The reaction between 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8- tetravinylcyclotetrasiloxane and 2,4,6,8- tetramethylcyclotetrasiloxane or 1,3-tetramethyldisiloaxe or 1,4- bis( dimethylsilylbenzene ) , gives rise to SP1, SP2 and SP3 materials, respectively, and the reaction between 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane and tetraallylsilane or tetravinylsilane, gives rise to SP4 and SP5 materials, respectively. These reactions were carried out with Si-H:SiCH=CH2 1:1 molar ratio, at room temperature. The molecular structure of these materials were characterized by Raman and solid state Si MAS RMN spectroscopies. The polycyclic silicones were also characterized by thermogravimetric and dynamic-mechanical analyses and field emission scanning electron microscopy. These techniques evidenced good thermal stability, the presence of glass transitions and the absence of pores and phase segregation, for all the materials studied, respectively. The nanomorphology of the materials was studied by small angle X-ray scattering analysis, suggesting the absence of scattering centres for SP2 and SP3. The scattering profiles of SP1, SP4 and SP5 were characteristic of polydisperse systems, with radii of gyration of 24-133 A, 40-145 A and 26-126 A, respectively. All these materials could be characterized as fractal, suggesting "molecular spongem" behavior . The permeability measurements with N2, O2, CO2, CH4 and H2 gases for SP1, SP2 and SP3 fIlms were investigated. It was noticed that all SP films showed a permeability coefficient higher than that observed for organic polymers used as permeation membranes. The films exhibited a selectivity coefficient higher than that found for PDMS based membranes.
Arquivo (Texto Completo): vtls000188552.pdf ( tamanho: 2,08MB )

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