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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Mazali, Cristiana Aparecida Ittner
Título: Compósitos de Resina Éster Vinílica e Aditivos à Base de Silicona
Ano: 2003
Orientadora: Profa. Dra. Maria Isabel Felisberti
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Resinas termofixas, Propriedades mecânicas, Cinética de cura
Resumo: Este trabalho objetivou a preparação e a caracterização de misturas de resinas éster vinílicas (REV) com três diferentes aditivos à base de silicona. Estes aditivos, na forma de pó finamente dividido, são constituídos de 50% em massa de elastômero à base de poli(dimetilsiloxano) (PDMS) e 50% em massa de sílica, apresentando dois deles grupos metacrílicos ou epoxídicos, além dos grupos silanóis. A REV na forma de solução em estireno, possui grupos hidroxilas, epoxídicos, acrílicos e vinílicos além dos grupos vinílicos do estireno, capazes de reagir com os diferentes grupos funcionais dos aditivos, possibilitando a ancoragem do aditivo durante a cura à matriz termofixa. Compósitos, obtidos a partir da cura de dispersões de REV e de 5% em massa dos diferentes aditivos sob diferentes condições, foram caracterizadas através de suas propriedades mecânicas, dinâmico-mecânicas, de intumescimento e de inflamabilidade. A cinética de formação dos compósitos também foi estudada em função das condições de cura. Os compósitos curam a temperaturas maiores e a taxas menores comparativamente à REV. Porém, quando se utiliza a N,N-dimetilanilina (DMA), que atua na etapa de iniciação da reação de cura, há uma acentuada aceleração da taxa e da entalpia de cura, sugerindo a ocorrência de reações entre os diferentes componentes do compósito. Os compósitos apresentam os aditivos dispersos homogeneamente e quimicamente ancorados na matriz termofixa, a qual apresenta microheterogeneidades decorrentes da separação de fases que ocorre durante a cura. O aumento da temperatura de cura dos compósitos minimiza as microheterogeneidades. O módulo dos compósitos é menor do que da REV curada, fato este atribuído à presença de uma fase elastomérica dispersa pela matriz. A queda do módulo é mais acentuada em compósitos curados em presença de DMA, como consequência da maior adesão entre as duas fases promovida por ligações químicas. A estabilidade térmica e termo-oxidativa dos compósitos são determinadas pela matriz de REV, entretanto, as propriedades de inflamabilidade parecem refletir a ação dos aditivos, retardando a combustão dos compósitos por ação física.
Abstract: The aim of this work was the preparation and characterization of composites containing vinyl ester resins (VER) and three different silicone-based additives. These finely powdered additives contain 50% (w/w) af silica and 50% (w/w) of polydimethylsiloxane (PDMS)-based elastamers presenting methacrylic ar epoxy groups, in addition to the silanol groups. The VER dissolved in styrene contains hydroxyl, epoxy, methacrylic and vinylic groups, in additian to the vinyl groups from styrene. All of these groups are able to react with different functional groups, making possible the anchoring of the additives to the matrix during the curing process. Composites samples containing 5% (w/w) of different additives, obtained by curing of VER dispersions under different conditions, have been characterized with respect to their mechanical, dynamic-mechanical, swelling, and flammability properties. The kinetics of the composite formation was also studied as a function af the curing conditions. The compasites undergo curing at temperatures higher than those abserved for the VER and with camparatively minor rates. A pronounced acceleration of the curing process is abserved when N,N-dimethylaniline (DMA) is used owing to its role in the initiation step of the process. The addition of DMA also increases the enthalpy of the curing process, suggesting the occurrence af reactions between the camposite components. The additives are homogeneausly dispersed in the bulk of the composites and can be found chemically anchored to the matrix, which presents microheterogeneities due to phase separations that occurs during the cure. The increase of the curing temperature for modified resin samples minimizes the presence of microheterogeneities. The composite modulus is lower than those found for cured VER samples owing to the presence of a elastomeric phase dispersed in the matrix. The decrease in the modulus is further pronounced for composite samples subjected to cure in the presence of DMA, as a consequence of the better adhesion af the two phases, promated by chemical bonding. The properties of the VER matrix determine the thermal and thermooxidative stability of the composite samples but the flammability properties seem to reflect the role of the additives, retarding the combustion of the composites by physical action.
Arquivo (Texto Completo): vtls000295336.pdf ( tamanho: 5,69MB )

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