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Título: Estabilidade térmica de polímeros hidrossolúveis
Autor(es): Morais, Stéphanie Cavalcante de
Palavras-chave: Estabilidade térmica;Kappa Carragenana;Poliacrilamida parcialmente hidrolisada;Carboximetilcelulose;Energia de ativação
Data do documento: 21-Jul-2016
Citação: MORAIS, Stéphanie Cavalcante de. Estabilidade térmica de polímeros hidrossolúveis. 2016. 98f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: The study of thermal degradation of polymers is essential to determine the stability of the structure and depends on the physical state where the polymer is. A comparative study of the thermal stability of kappa carrageenan (KC), partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) and carboxymethylcellulose (CMC) was performed in an attempt to establish a correlation between the chemical structures, stability of these polymers and their activation energies in the solid state and solution. The thermal stability of the polymers in the solid state was evaluated by thermogravimetric analysis/derivative termogravimetric and the activation energy was calculated using the integral method Broido. As for the three solution polymers, viscosity measurements were made as a function of time at the temperatures 40, 60, 80 and 100 °C, and also 120°C only for HPAM, and constructed an exponential decay model of the specific viscosity for determining the activation energy. We observed a similar stability of polymers in the solid state and in solution, with higher activation energies in the solid state due to the more efficient heat transport in solution. The results are consistent with the structural particularities of each polymer, being HPAM the polymer with greater stability and activation energy of 467.9 kJ mol-1 in the solid state and 79.4 kJ mol-1 in solution. Among the natural polymers structural rigidity played an important role, where the CMC with 293.35 activation energy values and 55.1 kJ mol-1 in the solid state and in solution, respectively, was more stable than KC with values of 245,0 kJ mol-1 in the solid state and 35.8 kJ mol-1 in solution. And, by the relationship between the activation energies in the solid state and in solution has been proposed the possibility of using a mathematical model for other useful polymers in solution behavior prediction from the analysis in the solid state.
metadata.dc.description.resumo: O estudo da degradação térmica de polímeros é essencial para se determinar a estabilidade da sua estrutura e depende do estado físico em que o polímero se encontra. Um estudo comparativo da estabilidade térmica da kappa carragenana (KC), poliacrilamida parcialmente hidrolisada (HPAM) e carboximetilcelulose (CMC) foi realizado na tentativa de se estabelecer uma correlação entre as estruturas químicas, estabilidade desses polímeros e suas energias de ativação no estado sólido e em solução. A estabilidade térmica dos polímeros no estado sólido foi avaliada por termogravimetria/termogravimetria derivada e a energia de ativação foi calculada utilizando o método integral de Broido. Já para os três polímeros em solução, foram realizadas medidas de viscosidade em função do tempo nas temperaturas de 40, 60, 80 e 100°C, e também a 120°C apenas para a HPAM, e construído um modelo de decaimento exponencial da viscosidade específica para determinação da energia de ativação. Observou-se uma estabilidade similar dos polímeros no estado sólido e em solução, com valores de energias de ativação superiores no estado sólido em função do transporte de calor mais eficiente em solução. Os resultados obtidos condizem com as particularidades estruturais de cada polímero, sendo a HPAM o polímero com maior estabilidade e energia de ativação de 467,92 kJ mol-1 no estado sólido e 79,4 kJ mol-1 em solução. Entre os polímeros naturais a rigidez estrutural desempenhou um papel importante, onde a CMC com valores de energia de ativação de 293,3 e 55,1 kJ mol-1 no estado sólido e em solução, respectivamente, foi mais estável que a KC com valores de 245,0 kJ mol-1 no estado sólido e 35,8 kJ mol-1 em solução. E, por meio da relação entre as energias de ativação no estado sólido e em solução, foi proposta a possibilidade de utilização de um modelo matemático útil para previsão do comportamento de outros polímeros em solução a partir da sua análise no estado sólido.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21868
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