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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Rosa, Valéria Maria
Título: Modificação de Resinas de Poliéster Insaturado com Poli(Organossiloxanos)
Ano: 1999
Orientadora: Profa. Dra. Maria Isabel Felisberti
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Resistência ao impacto, Copolímero de enxertia, Adesão
Resumo: As resinas de poliéster insaturado (UP) se prestam a uma grande gama de aplicações, porém encontram algumas limitações devido à baixa resistência ao impacto e contração excessiva durante a cura. Este trabalho teve como objetivo principal a incorporação de segmentos flexíveis de polissiloxano à cadeia de poliéster na forma de um copolímero de enxertia de maneira a minimizar a baixa adesão entre a resina e o modificador. Para tanto, utilizou-se metacrilato de glicidila (GMA) que promoveria a ancoragem entre a resina e o organossiloxano e 3- aminopropiltrietoxissilano (APTS), 1,1,3,3-tetrametil-1,3-dietoxidissiloxano e água, de maneira a se promover a formação de uma cadeia de poli(organossiloxano) ligada à rede de poliéster através do metacrilato. As resinas modificadas quimicamente foram, então, avaliadas quanto às propriedades mecânicas (resistência ao impacto e à flexão) e dinâmico-mecânicas em função do grau e forma de modificação. Os resultados da análise dinâmico-mecânica indicaram a presença de micro- heterogeneidade nas resinas modificadas, o que contribuiu, em alguns casos, para um aumento na resistência ao impacto, mas afetou negativamente o módulo de flexão. A formação desta segunda fase, entretanto, não foi observada claramente por microscopia eletrônica de varredura. A cinética de cura foi investigada através de calorimetria diferencial de varredura, revelando que a modificação da resina pode causar um atraso na reação de cura da resina ortoftálica, além da diminuição da entalpia de reação da mesma. A energia de ativação, tanto para resina orto quanto para resina isoftálica, aumentou com a introdução dos modificadores, mas não se observaram diferenças significativas de comportamento cinético entre as amostras com diferentes proporções de modificador . A contração foi avaliada pela variação linear das dimensões das amostras sofrida no processo de cura, sendo observado que as resinas modificadas contraíram mais comparativamente às resinas puras, o que pode ser atribuído à reações de ciclização e à volatilização de subprodutos das reações envolvidas na formação de poli(organossiloxanos). Diferentes composições de resina isoftálica foram também reforçadas com fibra de vidro com e sem tratamento superficial para avaliação da adesão entre resina e reforço através da técnica de emissão acústica. A modificação do poliéster promoveu um pequeno aumento na adesão entre a resina e o reforço, porém, não eliminando a necessidade de se empregar fibras tratadas com agente de acoplamento para melhorar as propriedades mecânicas do compósito.
Abstract: The unsaturated polyester resins (UP) have a large range of applications. However, these applications are limited due to the low impact resistance and the large shrinkage during the cure. The aim of this work was to incorporate flexible segments of poly(organosiloxane) to the polyester network as a graft copolymer in a way to minimize the low adhesion between the resin and the modifier. Glycidyl methacrylate (GMA), 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS), 1,1,3,3- tetramethyl-1,3-diethoxydisiloxane (chain extender) and water were used to promote the formation of a polysiloxane chain bonded to the polyester network by the methacrylate groups. The chemically modified resins were evaluated concerning their mechanical (impact and flexural strength) and dynamic-mechanical properties as a function of the extension of the modification. The results of the dynamic-mechanical analysis pointed to the emergence of some microheterogeneities, which could contribute in some cases for a rising impact strength with negative effects on the flexural properties. However, the formation of this second phase could not be observed by scanning electronic microscopy. The cure kinetic was evaluated by differential scanning calorimetry and it was revealed that the modification of the resin can cause a delay in the cure reaction and a decrease in the enthalpy of the cure reaction of the ortophtalic resin. The activation energy of the modified orto and isophtalic resins increased as compared to neat ones but the kinetic behavior of samples modified with different modifier proportions presented no significant change. The shrinkage was taken as the linear variation of the samples dimensions during the cure and it was observed that the modified resins shrank more than pure ones, which can be attributed to the ciclization reactions and to the volatilization of the sub-products which are formed during the polycondensation. Samples of isophtalic resin with different compositions were also reinforced with glass fiber in a way to evaluate the adhesion between the matrix and the fiber by the acoustic emission technique. The use of the poly(organosiloxane) as the resin modifier improved the adhesion between the resin and the filler in a short extension. However it does not eliminate the use of silane-treated fibers to improve the performance of the composite.
Arquivo (Texto Completo): vtls000195893.pdf ( tamanho:4,65MB )

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