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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Rippel, Márcia Maria
Título: Caracterização Microestrutural de Filmes e Partículas de Látex de Borracha Natural
Ano: 2005
Orientador: Prof. Dr. Fernando Galembeck
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Látex de borracha natural, Microquímica, Microscopia analítica
Resumo: Látex de borracha natural centrifugado foi examinado sob duas condições: na forma original (FB) e após a adição de amônia (FBA). Os filmes e partículas foram caracterizados por técnicas de microscopia eletrônica analítica (TEM-ESI), por duas técnicas de microscopia de varredura por sonda (AFM e SEPM), por espectroscopia no infravermelho e de RMN (H, C e P) e fracionamento zonal em gradientes de densidade. A adição de amônia ao látex aumenta a sua estabilidade em virtude do aumento da quantidade de espécies aniônicas como carboxilatos na superfície das partículas de borracha. As partículas do látex que receberam adição de amônia apresentam morfologias bastante peculiares, caracterizadas pela distribuição não-uniforme de vários elementos nas amostras. Partículas isoladas dos látexes (FB e FBA) envelhecidos foram observadas por TEM-ESI e revelaram a presença de microgéis no seu interior. Nas partículas de FB foi ainda observada a formação de material cristalino e nas partículas de FBA foi observada uma alta estabilidade da membrana protéico-fosfolipídica. A análise da distribuição dos elementos constituintes das partículas permite concluir que os microgéis são formados por pontes iônicas entre íons cálcio e espécies oxigenadas ligantes associadas às cadeias do polímero. A dissolução de filmes de borracha secos em solventes orgânicos produziu sempre uma fase solúvel e um gel macroscópico, chamado de macrogel. Este é formado com a contribuição de outros tipos de ligação, além das que envolvem íons cálcio, como as pontes de hidrogênio formadas entre proteínas e grupos funcionais oxigenados associados às cadeias de borracha. A presença de espécies aniônicas na borracha foi também verificada utilizando a técnica de coramento com um corante catiônico, o azul de metileno. As dispersões produzidas misturando o látex a polifosfato de sódio são altamente estáveis e secam formando filmes com boa adesão ao vidro, o que se deve à separação de fases coloidal no sistema, demonstrando a possibilidade da obtenção de materiais de alta performance sem a necessidade de reticulação covalente.
Abstract: Two different types of centrifuged natural rubber latex were examined: raw latex (FB) and ammoniated latex (FBA). The films and particles were characterized by analytical microscopy (TEM-ESI), by two different techniques of scanning probe microscopy (AFM e SEPM), infrared spectroscopy, NMR (H, C e P) and zonal gradient density fractionation. The addition of ammonia to the latex increases the stability of dispersion due to the formation of a higher amount of anionic species, specially the carboxylates formed at the surface of the rubber particles. Individual particles both FB e FBA were observed and analyzed by TEM-ESI and the results show the presence of microgels within the particles. In the FB particles, the formation of crystalline nanomaterial was also observed, identified as calcium sulfate. The protein-phospholipid membrane in aged FBA particles shows a higher stability, as compared to FB particles. The elemental distribution in the rubber particles is consistent with a model for microgel formation by ionic bridges made out of calcium ions connected to oxygenated constituents covalently associated with the polyisoprene chains. Evidence was also found in favor of calcium bridging involving carboxylate groups from species non-covalently bound to rubber chains. The dissolution of dry films of rubber in organic solvents produces a soluble fraction and a macroscopic gel. This macrogel depends on ionic crosslinking and hydrogen bonding. The presence of anionic species in rubber fractions was also verified by staining with a cationic dye, the methylene blue. The addition of sodium polyphoshate to latex produces highly stable dispersions and the dry films of these dispersions display good adhesion to glass surfaces. This adhesion is due to colloidal phase separation in the dispersion followed by dispersion domain self-assembly in the dry film, showing the possibility to create high-performance rubber materials without covalent crosslinking.
Arquivo (Texto Completo): vtls000374976.pdf (tamanho: 27,0MB)

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