Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282012005000064
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Caracterização de Nanocompósitos de Poliuretano/Montmorilonita Organofílica por RMN de Baixo Campo

Characterization of Polyurethane/Organophilic Montmorilonite Nanocomposites by Low Field NMR

Silva, Marcos Anacleto da; Tavares, Maria I. B.; Nascimento, Suéllen A. M.; Rodrigues, Elton J. da R.

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Resumo

Poliuretanos são materiais poliméricos importantes e versáteis, principalmente devido a algumas de suas propriedades, como alta resistência à abrasão, resistência ao rasgo, excelente absorção de choques mecânicos, boa flexibilidade e elasticidade. No entanto, existem também algumas desvantagens, como a baixa estabilidade térmica e propriedade de barreira. Para superar essas desvantagens, têm sido produzidos nanocompósitos de poliuretano/montmorilonita organofílica. A investigação da estrutura dos nanocompósitos de poliuretano/argila tem sido realizada principalmente por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Neste trabalho, foram estudados filmes de nanocompósitos de PU/argila organofílica obtidos por intercalação por solução. Os nanocompósitos foram caracterizados por DRX e, principalmente, por ressonância magnética nuclear de baixo campo (RMN-BC). As medidas de RMN‑BC, com a determinação do tempo de relaxação spin-rede do núcleo de hidrogênio, forneceram informações ímpares e importantes sobre a dinâmica molecular desses nanocompósitos. Para validar esse estudo foram realizadas análises de difração de raios X, que confirmaram os resultados de RMN. A estabilidade térmica dos materiais também foi determinada por análise termogravimétrica em atmosfera de gás inerte, observando-se pequena melhora na estabilidade do nanocompósito quando comparado com o poliuretano.

Palavras-chave

Poliuretano, montmorilonita, nanocompósitos, RMN

Abstract

Polyurethanes are important and versatile materials, mainly due to some of their properties, such as high resistance to abrasion and tearing, excellent absorption of mechanical shocks and good flexibility and elasticity. However, they have some drawbacks as well, such as low thermal stability and barrier properties. To overcome these disadvantages, various studies have been conducted involving organophilic polyurethane/montmorillonite nanocomposites. The investigation of the structure of polyurethane/clay nanocomposites has mainly been done by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). In this work, PU/clay nanocomposite films obtained by solution intercalation were studied. The nanocomposites were characterized by XRD and low-field nuclear magnetic resonance (LF-NMR). The LF-NMR measurements, with determination of the spin-lattice relaxation time of the hydrogen nucleus, supplied important information about the molecular dynamics of these nanocomposites. The X-ray diffraction measurements validated the results found by NMR. The thermal stability of the material was also determined by thermogravimetric analysis (TGA) under an inert atmosphere. A slight improvement in this stability was observed in the nanocomposite in comparison with polyurethane.

Keywords

Polyurethane, montmorilonite, nanocomposites, NMR

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