Modificação de Polímeros Termorrígidos por Separação de Fases Induzida por Reação Química. Sistema Éter Diglicidílico do Bisfenol-A e Trietilenotetramina com Copolímeros Acrílicos
Modification of Thermosetting Polymers by Induced Phase Separation by Chemical Reaction. Diglycidyl Ether of Bisphenol-A and Triethylenetetramine with Acrylic Copolymers
Oliveira, Marcia G.; Neves, Alessandra F.; Soares, Bluma G.; Garcia, Filiberto González
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282008000100008
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.18, n1, p.20-29, 2008
Resumo
O comportamento da separação de fases e da gelificação do sistema do éter diglicidílico do Bisfenol-A com trietilenotetramina modificado com diferentes copolímeros acrílicos foi estudado. As massas moleculares e as concentrações de grupos carboxílicos nos copolímeros provocaram mudanças significativas na morfologia e provocaram ligeiras mudanças para a observação da separação de fases. Contudo, não mudaram de maneira significativa os tempos de gelificação e não afetaram a velocidade da reação. O sistema modificado com os copolímeros acrílicos mostrou o efeito de retardação cinética. A morfologia foi relacionada com a aderência ao cisalhamento, em juntas de aço-aço, através de ensaios de resistência mecânica usando juntas de cisalhamento simples, as que foram produzidas com o sistema modificado com os copolímeros acrílicos segundo a norma ASTM D 1002. Amostras com a fase dispersa apresentando morfologia com partículas de diâmetro médio menor que 0,10 μm mostraram o melhor desempenho de aderência ao cisalhamento para as massas moleculares dos copolímeros estudadas. Entretanto, um melhor comportamento mecânico para as concentrações de grupos carboxílicos nos copolímeros acrílicos foi observado para a morfologia com distribuição de tamanhos de partículas na faixa de 0,20 a 0,52 μm.
Palavras-chave
Éter diglicidílico do Bisfenol-A, trietilenoamina, copolímeros acrílicos, separação de fases induzida por reação química
Abstract
The cloud point and the gel time behavior of an epoxy system based on diglycidyl ether of Bisphenol-A with triethylenetetramine modified with different acrylic copolymers were studied. The molecular weights and the concentration of carboxyl groups in the copolymers affected the morphology and the cloud point, but did not affect the gel times and reaction rates significantly. The system modified with the acrylic copolymers exhibited kinetic retardation effects. The morphology was related to adherence to the lap shear in steel-steel joints, through mechanical resistance essays using a single-lap-joint, which was produced with the system modified with the acrylic copolymers according to ASTM D 1002. The best performance in adherence to the single lap shear for the molecular weights studied was obtained with a morphology based on particles with average diameters lower than 0.10 μm. However, the best mechanical behavior for the concentration of carboxylic groups was achieved when the morphology was based on a particles size in the range from 0.20 to 0.52 μm.
Keywords
Diglycidyl ether of Bisfenol-A, triethylenetetramine, acrylic copolymers, induced phase separation by chemical reaction
References
1. Williams, R. J. J.; Rozenberg, B. A. & Pascault, J. P. - Adv. Polym. Sci., 128, p.95 (1997).
2. Gómez, C. M. & Bucknall, C. B. - Polymer, 34, p.2111 (1993).
3. Mondragon, I.; Remiro, P. M.; Martin, M. D.; Valea, A.; Franco, M. & Bellenguer V. - Polym. Int., 47, p.152 (1998).
4. Galante, M. J.; Oyanguren, P. A.; Andromaque, K.; Frontini, P. M. & Williams, R. J. J. - Polym. Int., 48, p.642 (1999).
5. Remiro, P. M.; Riccardi, C. C.; Corcuera, M. A. & Mondragon, I. - J. Appl. Polym. Sci., 74, p.772 (1999).
6. Ritzenthaler, S.; Girard-Reydet, E. & Pascault, J. P. - Polymer, 41, p.6375 (2000).
7. Remiro, P. M.; Marieta, C.; Riccardi, C. C. & Mondragon, I. - Polymer, 42, p.9909 (2001).
8. Stefani, P. M.; Riccardi, C. C.; Remiro, P. M.; & Mondragon, I. - Polym. Ing. Sci. 41, p.2013 (2001).
9. González Garcia, F. & Soares B. G. - Polímeros Ciência e Tecnologia, 13, p.235 (2003).
10. Cabanelas J. C.; Serrano, B. & Baselga J. - Macromolecules, 38, p.961 (2005).
11. González Garcia, F. & Soares, B. G. - "Toughened epoxy adhesives for the petroleum industry". in: Anais do X Colóquio Internacional de Macromoléculas, Gramado - RS, 10 -13 de abril de 2005.
12. Rezaifard, A. H.; Hodd, K. A.; Tod, D. A. & Barton, J. M. - Int. J. Adhesion and Adhesives, 14, p.153 (1994).
13. Ochi, M. & Shinzi, S. - Polymer, 40, p.1667 (1999).
14. Ritzenthaler, S.; Court, F.; David, L.; Girard-Reydet, E.; Leibler, L. & Pascault, J. P. - Macromolecules, 35, p.3245 (2002).
15. Woo, E. M. & Wu, M. N. - Polymer, 37, p.2485 (1996).
16. González Garcia, F.; Pires M. A. L.; Rodrigues Jr F. C. & Sampaio E. M. - "Epoxy adhesive modified with 2-ethylhexyl acrylate-methyl methacrylate copolymer 3. Influence of epoxy hardener on adhesive properties". in: Anais do Congresso Mundial de Macromoléculas, Macro 2006, 41º Simpósio Internacional de Macromoléculas, Rio de Janeiro - RJ, Julio de 2006.
17. Larrañaga, M.; Gabilongo, N.; Kortaberria, G.; Serrano, E., Remiro, P.; Riccardi, C. C. & Mondragon, I. - Polymer 46, p.7082 (2005).
18. Fine T. & Pascault J. P. - "Structured thermoplastic/thermoset blends using block copolymers". in: Anais do Congresso Mundial de Macromoléculas, Macro 2006, 41º Simpósio Internacional de Macromoléculas, Rio de Janeiro - RJ, Julio de 2006.
19. American Society for Testing and Materials. ASTM D 1652 - 97. "Standard test methods for epoxy content of epoxy resins" (1997).
20. González Garcia, F.; Silva, P. M.; Soares, B. G. & Rieumont, J. - Polymer Testing, 26, p.95 (2007).
21. González Garcia, F.; Miguez, E. & Soares, B. G. - Polímeros: Ciência e Tecnologia, 5, p.261 (2005).
22. González Garcia, F.; Soares, B. G.; Pita, V. J. R. R.; Sánchez, R. & Rieumont, J. - Mechanical properties of epoxy networks based on DGEBA and aliphatic amines. Journal of Applied Polymer Science, aceito em 31 de março de 2006.
23. Lee, H. & Neville, K. "Handbook of Epoxy Resins", McGraw-Hill, Inc. New York, (1967).
24. Horie, K.; Hiura, H.; Sawada, M.; Mita, I. & Kambe, H. - J. Polym. Sci. (A-1) 8 p.1357 (1970).
25. Riccardi, C. C.; Adabbo, H. E. & Williams R. J. J. - J. Appl. Polym. Sci. 29, p.2481 (1984).
26. Ampudia, J.; Larrauri, E.; Gil E. M.; Rodriguez, M. & León, L. M. - J. Appl. Polym. Sci., 71, p.1239 (1999).
27. Martinez, I.; Martin, M. D.; Eceiza, A.; Oyanguren, P. & Mondragon, I. - Polymer, 41, p.1027 (2000).
28. Choe, Y. & Kim W. - Macromolecular Research, 10, p.259 (2002).
29. Choe, Y.; Kim, M. & Kim W. - Macromolecular Research, 11, p.267 (2003).
30. Williams, R. J. J.; Borrajo, J.; Adabbo, H. E. & Rojas, A. J. - "A Model for Phase Separation During a Thermoset Polymerization", in: Rubber-Modified Thermoset Resin, Adv. Chem. Ser. 208, (Ed. Riew K. and Gillham J.K.); American Chemical Society, Washington DC, p.195 (1984).
31. Vázquez, A.; Rojas, A. J.; Adabbo, H. E.; Borrajo, J. & Williams, R. J. J. - Polymer, 28, p.1156 (1987).
32. Pearson, R. A. & Yee, A. F. - Journal Materials Science 26, p.3828 (1991).
33. Cardwell, B. J. & Yee, A. F. - Polym. Mat. Sci. Eng. (ACS), 70, p.254 (1994).
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email