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Filmes híbridos orgânico-inorgânicos a partir de óleo de soja funcionalizado

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Filmes híbridos orgânico-inorgânicos a partir de óleo de soja funcionalizado

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Título Filmes híbridos orgânico-inorgânicos a partir de óleo de soja funcionalizado
Autor Brasil, Marcia Campos
Orientador Gerbase, Annelise Engel
Co-orientador De Luca, Maria Augusta
Data 2006
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Química.
Assunto Filmes híbridos : Síntese
Oleo de soja
Resumo Materiais híbridos orgânico-inorgânicos podem ser preparados através do processo sol-gel e têm aplicações em diversas áreas tais como: biomateriais, catálise, óptica, membranas, cromatografia, eletroquímica, revestimentos de superfícies metálicas. Óleos vegetais podem ser utilizados como componentes orgânicos na preparação desses filmes híbridos e, por serem biodegradáveis e oriundos de fontes naturais e renováveis, constituem-se em interessante matéria-prima do ponto de vista ambiental. O objetivo deste trabalho foi obter filmes híbridos orgânico-inorgânicos a partir de diferentes óleos de soja funcionalizados para serem utilizados em revestimentos de proteção à corrosão de superfícies metálicas, em substituição aqueles à base de cromo. Foram utilizados como precursores orgânicos o óleo de soja epoxidado (OSE) e óleos hidroxilados obtidos pela reação do OSE com ácido fórmico (OSH), etilenoglicol (OSHG) e meso-eritritol (OSHmeso). Esses precursores orgânicos foram combinados com tetraetoxissilano (TEOS) ou com a mistura 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES)/TEOS por hidrólise in situ do precursor inorgânico. Neste trabalho otimizaram-se as condições reacionais para a obtenção dos filmes híbridos, variando-se as proporções dos constituintes (precursor inorgânico, óleo de soja funcionalizado, água e solvente), a natureza do precursor sol-gel, o tempo de pré-cura e a taxa de aquecimento no processo de cura. Os filmes macroscopicamente homogêneos foram caracterizados por RMN de 29Si, espectroscopia de infravermelho com transformada da Fourier utilizando reflexão total atenuada (ATR-FTIR), termogravimetria (TGA), gravimetria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), inchamento em hexano e extração em tolueno, adesão e dureza. Os filmes híbridos que apresentaram as melhores características considerando os resultados dos testes de adesão, dureza, inchamento e extração foram os sistemas óleo de soja hidroxilado com valor de OH igual a 198 e TEOS e o óleo de soja epoxidado modificado com 3-aminopropiltrietoxissilano e TEOS.
Abstract Organic-inorganic hybrids materials can be prepared by the sol-gel process and have applications in biomaterials, catalysis, optics, membranes, chromatography, electrochemistry and coatings. Vegetable oils can be used as organic component for the preparation of these materials and, as they are biodegradable and obtained from natural and renewable sources, they are very interesting from the environmental point of view. The objective of this work was to obtain organic-inorganic hybrid films that could be used in corrosion protection coatings for metallic surfaces in substitution of those processes that use chromium. Epoxidized soybean oil (OSE) and hydroxylated soybean oil prepared by the reaction of OSE with formic acid (OSH), ethylene glycol (OSHG) or meso-erythritol (OSHmeso) were used as organic components. Hybrid films were prepared by in situ hydrolysis reaction using these organic precursors and tetraethoxysilane (TEOS) or a mixture of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)/TEOS. In this work the reactions conditions were optimized, changing the constituent proportions (inorganic, functionalized soybean oil, water and solvent), the sol-gel precursor, the pre-curing time, and the conditions of the cure process. The macroscopically homogeneous films obtained were characterized by 29Si NMR, Attenuated Total Reflectance/Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM) including Energy Dispersive Spectroscopy (EDX), swelling in hexane and extraction in toluene, adhesion on aluminum plate and hardness. The hybrid films that showed the best characteristics considering the results of swelling in hexane and extraction in toluene, adhesion on aluminum plate and hardness tests were those prepared with systems hydroxylated soybean oil with OH values of 198 and TEOS and the modified soybean oil with 3-aminopropyltriethoxysilane and TEOS.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/10260
Arquivos Descrição Formato
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