Modificação química de poli(ácido láctico) com monômeros vinílicos, por processamento reativo, visando ajuste molecular e sua utilização em blendas poliméricas
Ano de defesa: | 2018 |
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Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
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Resumo: | Poly(lactic acid) (PLA) was modified with maleic anhydride (MA) or glycidyl methacrylate (GMA) in the presence of peroxide to assess the physical and chemical changes of the polymer during the reactive processing. Chemical modification of polymers with vinyl monomers can be seen as a great scientific challenge in order to obtain a material with adjustable physical and chemical properties due to changes in acidity, functionality and molar mass. The type of vinyl monomer (GMA and MA), peroxide (dicumyl peroxide and 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexane), pure or dispersed in CaCO3, and the monomer and peroxide concentration used were evaluated through an experimental design. Molar mass and acidity content were analyzed. Maleic anhydride grafting onto poly(lactic acid) (PLA) showed a decrease in the polymer molar mass and an increase in the acid content. However, when GMA is used in the functionalization of PLA, an increase in molar mass is observed with reduction of acidity of the polymer. PLA/PBAT blends were obtained in order to evaluate the efficacy of the chemical modification and the feasibility of the applied use of the modified PLA, either as the compatibilizer for the blend or as the matrix, depending on its molar mass and acidity content, in addition to in situ compatibilization with the different monomers. Oscillatory shear rheological tests and transmission electron microscopy (TEM) were used to evaluate how the different modified polymers performed in the morphology development and rheological properties of these blends. The morphology obtained was predominantly co-continuous and the viscosity ratio between the components predominated over a possible reduction of interfacial tension with the introduction of the vinyl monomers in the system. Results also showed that similar morphologies can be formed with the use of both monomers, GMA and MA, and that the procurement methodology of the blends can be adapted for the different monomers. |
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Rigolin, Talita RochaBettini, Sílvia Helena Pradohttp://lattes.cnpq.br/3687551763124327Costa, Lidiane Cristinahttp://lattes.cnpq.br/8246109223926480http://lattes.cnpq.br/95805139049756702018-11-30T11:33:48Z2018-11-30T11:33:48Z2018-09-24RIGOLIN, Talita Rocha. Modificação química de poli(ácido láctico) com monômeros vinílicos, por processamento reativo, visando ajuste molecular e sua utilização em blendas poliméricas. 2018. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10740.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10740Poly(lactic acid) (PLA) was modified with maleic anhydride (MA) or glycidyl methacrylate (GMA) in the presence of peroxide to assess the physical and chemical changes of the polymer during the reactive processing. Chemical modification of polymers with vinyl monomers can be seen as a great scientific challenge in order to obtain a material with adjustable physical and chemical properties due to changes in acidity, functionality and molar mass. The type of vinyl monomer (GMA and MA), peroxide (dicumyl peroxide and 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexane), pure or dispersed in CaCO3, and the monomer and peroxide concentration used were evaluated through an experimental design. Molar mass and acidity content were analyzed. Maleic anhydride grafting onto poly(lactic acid) (PLA) showed a decrease in the polymer molar mass and an increase in the acid content. However, when GMA is used in the functionalization of PLA, an increase in molar mass is observed with reduction of acidity of the polymer. PLA/PBAT blends were obtained in order to evaluate the efficacy of the chemical modification and the feasibility of the applied use of the modified PLA, either as the compatibilizer for the blend or as the matrix, depending on its molar mass and acidity content, in addition to in situ compatibilization with the different monomers. Oscillatory shear rheological tests and transmission electron microscopy (TEM) were used to evaluate how the different modified polymers performed in the morphology development and rheological properties of these blends. The morphology obtained was predominantly co-continuous and the viscosity ratio between the components predominated over a possible reduction of interfacial tension with the introduction of the vinyl monomers in the system. Results also showed that similar morphologies can be formed with the use of both monomers, GMA and MA, and that the procurement methodology of the blends can be adapted for the different monomers.O poli(ácido láctico) (PLA) foi modificado com anidrido maleico (MA) ou metacrilato de glicidila (GMA), na presença de peróxido, a fim de compreender as mudanças físicas e químicas acarretadas nesse polímero durante o processamento reativo. O desafio da modificação química de polímeros com monômeros vinílicos é o de possibilitar a obtenção de um material com propriedades físicas e químicas ajustáveis, devido às alterações no teor de acidez, funcionalidade e massa molar do mesmo. O tipo de monômero vinílico (GMA e MA) utilizado, o tipo de peróxido (peróxido de dicumila e 2,5-dimetil-2,5-di-(t-butilperóxi) hexano), puros ou disperso em CaCO3, e a concentração de monômero e peróxido foram avaliados através de um planejamento experimental. As amostras produzidas foram analisadas em relação à variação de massa molar e teor de acidez. A enxertia do MA na cadeia do PLA provocou redução da massa molar do polímero e aumento do teor de acidez. Entretanto, quando GMA é utilizado na funcionalização do PLA, um aumento na massa molar é observado com redução de acidez do polímero. Em etapa posterior, blendas de PLA/PBAT foram produzidas com o objetivo de avaliar a efetividade da modificação química e a viabilidade do uso aplicado do PLA modificado, tanto como compatibilizante para a blenda ou como matriz, dependendo da sua massa molar e teor de acidez, além da obtenção de blendas compatibilizadas in situ com os diferentes monômeros. Ensaios reológicos em regime oscilatório e microscopia eletrônica de transmissão (MET) foram utilizados para avaliação de como os diferentes polímeros modificados atuaram na formação da morfologia e propriedades reológicas dessas blendas. A morfologia obtida foi predominantemente cocontínua e a razão de viscosidade entre os componentes predominou sobre uma possível redução da tensão interfacial com a introdução dos monômeros vinílicos no sistema. Os resultados ainda sugerem que morfologias semelhantes podem ser formadas com a utilização de ambos os monômeros, GMA e MA, e que a técnica de obtenção das blendas pode se adequar a cada um dos diferentes monômeros.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: Código de financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarModificação químicaPLAProcessamento reativoChemical modificationReactive processingENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAENGENHARIASModificação química de poli(ácido láctico) com monômeros vinílicos, por processamento reativo, visando ajuste molecular e sua utilização em blendas poliméricasChemical modification of poly(lactic acid) with vinyl monomers, by reactive processing, aiming at molecular adjustment and their use in polymer blendsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisOnlineinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTese Doutorado _versão definitiva.pdfTese Doutorado _versão definitiva.pdfTese Completaapplication/pdf8526622https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/10740/1/Tese%20Doutorado%20_vers%c3%a3o%20definitiva.pdff19ed122dab935ffa887e52ef06d7ebfMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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