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Obtenção e propriedades de polibutadieno epoxidado

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Obtenção e propriedades de polibutadieno epoxidado

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Título Obtenção e propriedades de polibutadieno epoxidado
Autor Santin, Cristiane Krause
Orientador Jacobi, Marly Antonia Maldaner
Data 2001
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Química. Curso de Pós-Graduação em Química.
Assunto Polibutadieno : Epoxidação
Resumo Borrachas de polibutadieno possuem uma ampla faixa de aplicações, sendo na área de pneus seu maior destaque. Propriedades como aderência à superficie úmida, resistência a gases e ao envelhecimento ainda demonstram-se pobres em polibutadienos. Uma alternativa para melhorar estas propriedades consiste na modificação da estrutura química da cadeia principal. Neste trabalho estudou-se a obtenção de borrachas de polibutadieno epoxidado, com diferentes unidades 1,2, bem como as variáveis que afetam a reação de epoxidação. Devido ao baixo custo e à facilidade de obtenção dos reagentes, a reação de epoxidação foi realizada em solução com ácido perfórmico gerado in situ na presença de surfactante, na temperatura de 50°C. Ocorre uma diminuição do grau de epoxidação alcançado com o aumento do teor de unidades 1,2. O grau de epoxidação foi determinado por espectroscopia de RMN de IH e prováveis produtos provenientes de reações secundárias foram monitorados por análise de infra-vermelho (FTIR). A degradação, bem como o comportamento das borrachas epoxidadas em solução diluída foram acompanhadas por cromatografia de permeação em gel (GPC) e análise visco simétrica, respectivamente. Análises de DSC (calorimetria diferencial de varredura) demonstraram uma relação linear entre o grau de epoxidação e a temperatura de transição Vítrea (T g) da respectiva borracha. Para avaliar-se o comportamento das borrachas epoxidadas em misturas na composição 70/30, em massa de borracha não epoxidada/borracha epoxidada, amostras foram obtidas em um misturador do tipo Haake e, posteriormente, vulcanizadas com enxofre tendo como acelerador Nciclohexilbenzotiazol- 2-sulfenamida (CBS). As amostras foram vulcanizadas sob temperatura de 150°C e pressão de 200Ibf.in. Propriedades como tensão, elongação de ruptura e densidade de reticulação foram avaliadas a partir de medidas de tensão-deformação e tratamento matemático segundo MooneyRivlin. Para complementar os resultados obtidos para a densidade de reticulação efetuaram-se medidas de inchamento em tolueno e THF, as quais fornecem, também, dados referentes a esta propriedade. As misturas contendo borracha epoxidada em sua composição apresentaram uma maior elongação na ruptura se comparadas as correspondentes misturas contendo somente borracha não epoxidada. Medidas dinâmico-mecânicas demonstraram nitidamente duas transições, o que indica separação de fase nas misturas 70/30 realizadas.
Abstract Polibutadiene rubbers have a wide range of application, in the area of tires its largest promlnence. Properties as adherence to wet surfaces, gas resistance and the aging are still demonstrated poor in polibutadiene. An altemative to improve these properties consists in the modification of the chemical structure of the main chain. In this work it was studied the epoxidized polibutadiene, with different 1,2 unit, as well as variables that affeet the epoxidation reaction. Do to the low cost of the reactants and the easiness of the synthesis, the epoxidation reaction was carried in solution using generated performic acid, in situ, with surfactant, at 50°C. The epoxidation degree decreases with the increase of the 1,2 units. The epoxidation degree was determined by NMR -1 H spectroscopy and the products deriving from side reactions were monitoring by infra-red analysis (FTIR). The degradation, as well as behavior of the epoxidation rubber in diluted solution was analyzed by gel permeation chromatography (GPC) and viscosimetry analysis. Differential scanning calorimetry analysis (DSC) showed a linear relation between epoxidation degree and glass transition temperature (Tg) ofthe rubber. In order to evaluate the epoxidized rubber behavior in mixtures 70/30, in weight, rubber not epoxidized rubberl epoxidized rubber samples were obtained in a Haake mixture chamber and then vulcanized with sulfur using N-cyclohexilbenzothiazole-2-sulfenamide (CBS) as accelerator. The samples were vulcanized at 150°C and 200Ibf.in. Properties as stress, strain at break and crosslinking density were evaluated by stressstrain measurements. To complement the results obtained for the crosslinking density, swelling experiments in THF and toluene were performed which gives important data to this property. The mixtures with epoxidized rubber showed a higher strain at break when they are compared with mixtures contained only normal rubber. Measurements of dynamic mechanical properties demonstrated clearly two transitions, what it indicates a phase separation in 70/30 mixtures.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/21300
Arquivos Descrição Formato
000244597.pdf (5.898Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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