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Título: Uma nova rota de obtenção de poli(n-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) e sua caracterização físico-química em meio aquoso
Autor(es): Dutra, Mariana Alves Leite
Palavras-chave: poli(N-isopropilacrilamida);poli(N-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila);FTIR;RMN;Reometria;SLS;DLS
Data do documento: 18-Jul-2016
Citação: DUTRA, Mariana Alves Leite. Uma nova rota de obtenção de poli(n-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) e sua caracterização físico-química em meio aquoso. 2016. 100f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: The synthesis of polymers using organic solvents harmful to the environment has been frequent in the scientific community. The use of green solvents, such as water, causes less damage to the environment. This study provided the synthesis of two copolymers of poly (N-isopropylacrylamide-co-vinyl laurate), with different molar percentage of monomers in the polymer chain and the evaluation of their properties. The polymerizations were carried out by free radicals, replacing the organic solvent THF by water, and AIBN initiator by potassium persulfate (K2S2O8). In attempt of evaluating the contribution of vinyl laurate (VL) in copolymers, the NIPAAm homopolymer was also synthesized under the same reaction conditions employed for the copolymers. The chemical structures of the synthesized polymers were determined through infrared (IR) and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Aqueous solutions of the polymers were analyzed by rheometry, static light scattering (SLS) and dynamic light scattering (DLS). The results of rheometry showed that lower critical solution temperature (LCST) for poly (N-isopropylacrylamide-co- vinyl laurate) containing 7 mol% of VL was 26 ° C, while the copolymer containing 13 mol% VL was 21 ° C. In other words, lower than the LCST of PNIPAAm (34 ° C). There results indicate that the presence of hydrophobic monomer, VL, contributes significantly in reducing the LCST of the polymer. From the static light scattering (SLS) analysis, it was calculated the weight apparent average molecular weight ( ̅w), the radius of gyration (Rg) and the second virial coefficient (A2) of the polymers. The ̅w and A2 for poly (N-isopropylacrylamide-co-vinyl laurate) containing 7 mol% of VL were 3.0x106 g/mol and 16.1 mol.L.g-2, respectively, while that for the copolymer containing 13 mol% of VL, the values for ̅w and A2 were 2.6x106 g/mol and 4.27 mol.L.g-2, respectively. For PNIPAAm, the values of ̅w and A2 were 3.2x107 g/mol and 0.69 mol.L.g-2, respectively. The decrease in the value of ̅w of the copolymers relative to the ̅w value of PNIPAAm was attributed to the reduction of the polymer-solvent interactions in the medium, which was confirmed by decreasing the value of A2 to the copolymers. Dynamic light scattering (DLS) analysis was performance at polymers concentration of 1g/L in the temperature range 15 °C to 40 °C and indicated the presence of isolated chains and aggregates of different sizes for the polymers in solution.
metadata.dc.description.resumo: A síntese de polímeros usando solventes orgânicos e nocivos ao meio ambiente tem sido frequente na comunidade científica. O uso de solventes verdes, como a água, agride menos o meio ambiente. Este estudo proporcionou a síntese de dois copolímeros de poli(N-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) com diferentes percentuais molares dos monômeros na cadeia polimérica e a avaliação de suas propriedades. A polimerização foi realizada via radicais livres, substituindo o solvente orgânico, THF, pela água e o iniciador, AIBN, por persulfato de potássio (K2S2O8). Para fins de avaliação da contribuição do laurato de vinila nos copolímeros, também foi sintetizado o homopolímero de NIPAAm, nas mesmas condições reacionais empregadas para os copolímeros. As estruturas químicas dos polímeros obtidos foram investigadas por espectroscopia no infravermelho (IV) e ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H RMN) e de carbono (13C RMN). Soluções aquosas dos polímeros foram analisadas por reometria, espalhamento de luz estático (SLS) e dinâmico (DLS). Os resultados obtidos por reometria mostraram que a temperatura crítica consoluta inferior (LCST) do poli(N-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) contendo 7 mol% de LV foi de 26 ºC, enquanto a do copolímero contendo 13 mol% de LV foi de 21 ºC, ou seja, mais baixas que a LCST da PNIPAAm (34 ºC). Esse resultado indica que a presença do monômero hidrofóbico, LV, contribuiu significativamente para a diminuição da LCST do polímero. A partir do espalhamento de luz estático (SLS), calculou-se a massa molar ponderal média aparente ( ̅w), o raio de giro (Rg) e o segundo coeficiente virial (A2) dos polímeros. A ̅w e o A2 do poli(N-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) contendo 7 mol% de LV foi de 3,0x106 g/mol e 16,1 mol.L.g-2, respectivamente, enquanto que para o copolímero contendo 13 mol% de LV, os valores obtidos para ̅w e o A2 foram de 2,6x106 g/mol e - 4,27 mol.L.g-2, respectivamente. Para a PNIPAAm, os valores obtidos de ̅w e A2 foram 3,2x107 g/mol e 0,69 mol.L.g-2, respectivamente. A diminuição do valor de ̅w dos copolímeros em relação ao valor da ̅w da PNIPAAm foi atribuída à redução das interações polímero-solvente no meio, que foi confirmada pela diminuição do valor do A2 para os copolímeros. As análises de DLS, feitas em concentração 1g/L no intervalo de temperatura 15 ºC a 40 ºC, indicaram a presença de cadeias isoladas e agregados de diversos tamanhos para os polímeros em solução.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21972
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