Efeito de extensores de cadeia e poliol de fonte renovável na estrutura e propriedades de poliuretanos termoplásticos obtidos por processamento reativo - Ernzen, Juliano Roberto (2023)
Poliuretanos termoplásticos (TPUs) são polímeros versáteis que apresentam uma ampla gama de propriedades devido a combinações de matérias-primas como isocianatos, polióis e extensores de cadeia. Esta tese está dividida em dois grandes estudos, o primeiro destaca o efeito de dois extensores de cadeia (1,4-butanodiol (BDO) e dipropilenoglicol (DPG)) na estrutura-propriedade de TPUs sintetizados por extrusão reativa; o segundo estudo tem ênfase no efeito na estrutura e propriedades dos TPU pela substituição parcial de um poliol poliéster por por um poliol de fonte renovável obtido do óleo de soja. Para o primeiro estudo, os TPUs foram obtidos a partir de 4,4'-difenilmetano (MDI), poliéster dióis e dos extensores de cadeia BDO e DPG. As razões BDO/DPG estudadas foram 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 e 0/100 % em peso. No segundo estudo foi realizado pela substituição parcial do poliol poliéster nas proporções de 1, 5, 10, 20 e 50 % em peso. Em ambos os estudos, os TPUs foram caracterizados por cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espalhamento de raios X de baixos ângulos (SAXS) e propriedades físico-mecânicas. Em relação ao efeito do DPG, pode-se notar que esse extensor promove compatibilidade entre segmentos rígidos (HS) e flexíveis (SS) de TPUs. Consequentemente, o aumento do conteúdo de DPG reduziu tanto a organização dos segmentos rígidos quanto o grau de separação de fases, aumentando a polidispersidade da distância entre domínios e a transparência no espectro visível dos TPUs. Além disso, o aumento do teor de DPG também reduziu a quantidade de ligações de hidrogênio presentes na fase rígida, reduzindo ou extinguindo sua temperatura de transição vítrea (TgHS) e temperatura de fusão (Tm), e aumentando a temperatura de transição vítrea da fase flexível (TgSS). Portanto, o aumento do teor de DPG leva a uma deterioração das propriedades mecânicas e da resistência à hidrólise. Quando foi realizada a substituição parcial do poliéster por poliol de soja, notou-se inicialmente o aumento da ramificação e em maiores teores a formação de ligações cruzadas. O poliol de fonte renovável por ser polifuncional formou ligações cruzadas que reduzem a mobilidade macromolecular e por consequência a separação de fases. Tanto o uso de extensores ou polióis permitem obter TPUs com propriedades ajustáveis para aplicações distintas. [resumo fornecido pelo autor]