Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282011005000054
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Dispersões Aquosas à Base de Nanocompósitos de Poliuretanos e Argilas Hidrofílicas Brasileiras: Síntese e Caracterização

Aqueous Dispersions Based on Nanocomposites of Polyurethanes and Hydrophilic Brasilian Clays: Synthesis and Characterization

Delpech, Marcia C.; Miranda, Gisele S.; Espírito Santo, Wagner L.

Downloads: 0
Views: 293

Resumo

Neste trabalho foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretanos em dispersão aquosa (NWPUs) e argilas brasileiras hidrofílicas (Brasgel PA e Brasgel NT) do tipo montmorilonita (MMT), de natureza sódica e cálcica, respectivamente, tendo a primeira maior hidrofilicidade. Os monômeros empregados na síntese das dispersões foram: poli(glicol propilênico) (PPG); ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina, como extensor de cadeia. Foram variados a proporção de segmentos rígidos e flexíveis e o teor das argilas adicionadas (na faixa de 0,5 a 2,5% em massa). As argilas foram caracterizadas por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e difração de raio X (XRD) e tiveram seu grau de inchamento determinado. Os NWPUs foram avaliados em termos de teor de sólidos totais, FTIR, XRD e propriedades mecânicas. A ausência dos picos de cristalinidade, característicos das argilas puras, e resistência mecânica superior frente às dispersões sem argila, confirmaram a formação de nanocompósitos.

Palavras-chave

Poliuretanos, dispersões aquosas, nanocompósitos, argilas, montmorilonita, formulações não-poluentes

Abstract

In this work nanocomposites based on polyurethane aqueous dispersion (NWPUs) were synthesized employing montmorillonite (MMT) hydrophilic brazilian clays (Brasgel PA and Brasgel NT), containing sodium and calcium, respectively, being the former more hydrophilic. The monomers used in the synthesis of the dispersions were: poly (propylene glycol) (PPG); dimethylolpropionic acid (DMPA), isophorone diisocyanate (IPDI) and hydrazine, as chain extender. It was varied the proportion between hard and soft segments and clay content (added in the range from 0.5 to 2.5% per mass). The clays were previously delaminated in water and incorporated in the moment of prepolymer dispersion. The clays were characterized by infrared spectrometry (FTIR) and X ray diffraction (XRD) and their degree of swelling were determined. Solid content of the formulations were calculated. The films, cast from aqueous dispersions, were characterized by FTIR, XRD and their mechanical properties were evaluated. The formation of nanocomposites was confirmed by XRD, by observing the absence of peaks indicating cristallinity, characteristic of the pure clays. Mechanical resistance was improved for the nanocomposite films when compared to materials with no clay addition.

Keywords

Polyurethanes, aqueous dispersions, nanocomposites, clays, montmorillonite, non-polluting systems

References

1. Santos, C. C.; Delpech, M. C. & Coutinho, F. M. B. - J. Mat. Sci., 44, p.1317 (2009). http://dx.doi.org/10.1007/s10853-009-3272-7

2. Coutinho, F. M. B.; Delpech, M. C.; Santos, C. C. & Almeida, R. B. L. - Quím. Nova, 31, p.1437 (2008). http://dx.doi.org/10.1590/S0100- 40422008000600030

3. Coutinho, F. M. B.; Delpech, M. C. & Garcia, M. E. F. - Polímeros, 14, p.230 (2004). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282004000400007

4. Coutinho, F. M. B.; Delpech, M. C. & Alves, L. S. - Polímeros, 10, p.49 (2000). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282000000100009

5. Fornes, T. D. & Paul, D. R. - Polymer, 44, p.4993 (2003). http://dx.doi. org/10.1016/S0032-3861(03)00471-3

6. Kim, B. K.; Seo, J. W. & Jeong, H. M. - Eur. Polym. J., 39, p.85 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0014-3057(02)00173-8

7. Lee, H. T. & Lin, L. H. - Macromolecules, 39, p.6133 (2006). http:// dx.doi.org/10.1021/ma060621y

8. Park, C. I.; Park, O. O.; Lim J. G. & Kim, H. J. - Polymer, 42, p.7465 (2001). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00213-0

9. Ray, S. S. & Okamoto, M. - Prog. Polym. Sci., 28, p.1539 (2003).

10. Schmidt, D.; Shah, D. & Giannelis, E. P. - Mat. Sci., 6, p.205 (2002).

11. Chattopadhyay, D. K. & Raju, K. V. - Prog. Pol. Sci., 32, p.352 (2007). http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2006.05.003

12. Cao, X.; Dong, H. & Li, C. M. - Biomacromolecules, 8, p.899 (2007). http://dx.doi.org/10.1021/bm0610368

13. Ayres, E.; Oréfice, R. L. & Sousa, D. - Macromol. Symp., 1, p.330 (2007).

14. Paiva, L. B.; Morales, A. R. & Guimarães, T. R. - Polímeros, 16, p.136 (2006).

15. Barbosa, R.; Araujo, E. M.; Oliveira, A. D. & Melo, T. J. A. - Cerâmica, 52, p.324 (2006).

16. Alexandre, M. & Dubois, P. - Mat. Sci. Eng., 28, p.1 (2000). http:// dx.doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00012-7

17. Coutinho, F. M. B.; Delpech, M. C., Alves, T. L. & Ferreira, A. A. - Pol. Deg. Stab., 81, p.19-27 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0141- 3910(03)00058-2

18. Delpech, M. C. & Coutinho, F. M. B. - Pol. Test., 19, p.939 (2000). http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9418(99)00066-5

19. Rodrigues, A. W.; Brasileiro, M. I.; Araújo, W. D.; Araújo, E. M.; Neves, G. A. & De Melo, T. J. A. - Polímeros, 17, p.219 (2007).

20. Yalçin, T.; Alemdar, A.; Ece, Ö. I. & Güngor, N. - Mat. Lett., 57, p.420 (2002).

21. Valenzuela-Díaz, F. R. - “Preparação ao Nível de Laboratório de Algumas Argilas Esmectíticas Organofílicas”, Tese de Doutorado, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Brasil (1994).

22. Tidjani, A. & Wilkie, C. A. - Pol. Deg. Stab., 74, p.33 (2001). http:// dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00061-1

23. Barbosa, E. M. C. - “Materiais Mistos Nanoestruturados Baseados em Argilas Bentonita e Cobalto Coloidal”, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual do Centro-Oeste, Brasil (2009).

24. Pattanayak, A. & Jana, S. C. - Polymer, 46, p.3275 (2005).

25. Souza, M. A.; Pessan, L. A. & Rodolfo Junior, A. - Polímeros, 16, p.257 (2006). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282006000400003

26. Leite, I. F.; Raposo, C. M. O. & Silva, S. M. L. - Cerâmica, 54, p.303 (2008).

27. Santos, P. S. - “Ciência e Tecnologia das Argilas”, v.1, Edgard Blücher Ltda, São Paulo (1989).

28. Mazumdar, S. K - “Composites Manufacturing - Materials, Product and Process Engineering”, CRC Press, Boca Raton (2002).

29. Guisnet, M. & Ribeiro, F. M. - “Zeólitos: Um nanomundo ao serviço da catálise”, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa (2004).

30. Miranda, G. S. - “Estudo da Incorporação de Diferentes Tipos de Argilas Hidrofílicas em Dispersões Aquosas de Poliuretanos para a Formação de Nanocompósitos”, Dissertação de Mestrado, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Brasil (2009).

31. Coelho, A. C. & Santos, P. S. - Quím. Nova, 30, p.1282 (2007). http:// dx.doi.org/10.1590/S0100-40422007000500042
588371707f8c9d0a0c8b48d6 polimeros Articles
Links & Downloads

Polímeros: Ciência e Tecnologia

Share this page
Page Sections