Compósitos de Poli (Álcool vinílico)- PVA com hidroxissais lamelares, intercalados com corantes aniônicos AZO

Autor: Silva, Marlon Luiz Neves da
Přispěvatelé: Marangoni, Rafael, Wypych, Fernando, 1959, Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2012
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPR
Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
Popis: Orientador: Prof. Dr. Fernando Wypych Co-orientador: Prof. Dr.Rafael Marangoni Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 06/06/2012 Bibliografia: fls. 60-69 Área de concentraçao: Engenharia e ciencia de materiais Resumo Resumo: Neste trabalho foram estudadas as interações dos hidroxissais lamelares (HSL) de zinco, com corantes aniônicos azo. Os compostos de intercalação foram obtidos a partir do método de co-precipitação a pH próximo da neutralidade. Após as sínteses e caracterizações, os materiais resultantes foram aplicados como agentes de reforço no PVA (poli (álcool vinílico)). Foram obtidos filmes homogêneos, transparentes e coloridos pelo método de "casting" úmido, os quais após secagem foram acondicionados em um dessecador a 43% e a 65% de umidade. Os corantes utilizados neste trabalho foram os sais de sódio do alaranjado II (AII), alaranjado de metila (AM), tropaeolina 0 (TR0) e tropaeolina 00 (TR00). Os compostos de intercalação foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X (XRD), espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise térmica (TGA/DTA), espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS) e a espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Os compósitos foram caracterizados pela técnica de difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) e quanto as suas propriedades mecânicas, onde o módulo de Young, alongamento e tensão máxima foram obtidos. A intercalação do corante aniônico ocorreu formando uma dupla camada interdigitalizada, apresentando distâncias basais de 21,78 Å, 31,41 Å, 22,49 Å e 23,82 Å para a TR0, TR00, AII e AM, respectivamente. Para confirmar as reações de intercalação, os espectros vibracionais na região do infravermelho em todos os compostos HSL/corantes apresentaram um perfil dominado por picos de vibração característicos dos corantes utilizados. Devido as diferenças de polaridade dos corantes intercalados, os compostos intercalados com TR0 e AII foram delaminados/esfoliados na matriz do PVA, enquanto que os compostos intercalados com TR00 e AM tiveram suas estruturas preservadas após dispersão no PVA. Os compósitos que apresentaram melhores resultados nos ensaios de tração foram o PVA:HSL/AII com 4% de carga à 43% de umidade e PVA:HSL/TR00 com 4% de carga a 65% com ganhos expressivos em relação ao PVA puro, nas mesmas condições experimentais. Notou-se que o teor de água é um fator determinante nos resultados das propriedades mecânicas, onde esta atua como plastificante, podendo até anular os efeitos das cargas inorgânicas. Abstract: In this work, the interactions between zinc layered hydroxide salts (LHS) and anionic azo dyes were studied. Intercalation compounds were obtained by the method of co-precipitation at pH around neutrality. After synthesis and characterizations, the resulting materials were used as fillers in PVA (poly vinyl alcohol). Homogeneous, transparent and colorful films were obtained by the humid casting method, which after drying were stored in a desiccator at 43% and 65% humidity. The dyes used in this work were the sodium salts of orange II (OII), methyl orange (MO), tropaeolin 0 (TR0) and tropaeolin 00 (TR00). The intercalation compounds were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal analysis (TGA/DTA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and energy dispersive spectroscopy (EDS).The composites were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and in relation to their mechanical properties, where Young's modulus, elongation and ultimate tensile were obtained. Intercalation of anionic dye occurs forming an inderdigitated double layers arrangement, presenting basal distances of 21.78 Å, 31.41 Å, 22.49 Å, and 23.82 Å for TR0, TR00, OII and MO, respectively. To confirm these intercalation reactions, the vibrational spectra in the infrared region in all LHS/dyes compounds showed a profile dominated by vibration peaks characteristic of the dyes. Due to different polarities of the intercalated dyes, the intercalation compounds with TR0 and OII were delaminated/exfoliated in the PVA matrix while TR00 and MO have the structures preserved after dispersion in the PVA. The composites that showed better results in tensile tests were PVA:LHS/OII with 4% of charge and at 43% of humidity and PVA:LHS/TR00 with 4% of charge and 65% of humidity with expressive gains in relation to pure PVA, under the same experimental conditions. It was observed that the water content is a determining factor in the results of mechanical properties, where acts as a plasticizer, and may even cancel the effects of the inorganic fillers.
Databáze: OpenAIRE
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