Please use this identifier to cite or link to this item: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/3550
Title: Síntese, caracterização e estudos em solução aquosa de copolímeros termoassociativos de poli(N-isopropilacrilamida) enxertada em carboximetilclulose (CMC-g-PNIPAM)
Authors: Lima, Bruna Luiza Batista de
Keywords: Poli(N-isopropilacrilamida);Câmara de atmosfera inerte;Reologia;Carboximetilcelulose
Issue Date: 15-Dec-2015
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: LIMA, Bruna Luiza Batista de. Síntese, caracterização e estudos em solução aquosa de copolímeros termoassociativos de poli(N-isopropilacrilamida) enxertada em carboximetilclulose (CMC-g-PNIPAM). 2015. 56 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química do Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal/RN, 2016.
Portuguese Abstract: Neste trabalho é apresentada a síntese, caracterização e estudos em solução aquosa de copolímeros baseados em carboximetilcelulose (CMC) como cadeia principal e enxertos de poli(N-isopropilacrilamida). Para tanto, inicialmente, foi realizada a síntese da PNIPAM com terminação amino (PNIPAM-NH2) em uma câmara de atmosfera inerte, usando o par redox hidrocloreto de 2-aminoetanotiol (AET.HCl)/persulfato de potássio (KPS) como iniciadores. Os produtos obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (IV), termogravimetria, titulação potenciométrica e reologia a diferentes temperaturas. Através dos espectros de IV foi possível observar a presença das bandas características da PNIPAM-NH2. As análises de termogravimetria mostraram que as poli(N-isopropilacrilamida)s sintetizadas com diferentes quantidades de AET.HCl possuem temperaturas de degradação diferentes, indicando diferenças no tamanho das cadeias. O número de grupos amino terminais por cada grama de PNIPAM-NH2 foi maior para o polímero sintetizado com maior quantidade de agente de transferência de cadeia (AET.HCl). As medidas reológicas mostraram que quanto menor a quantidade de AET.HCl adicionada ao meio reacional, maior a viscosidade da solução e menor a temperatura necessária para ocorrer a precipitação do polímero . A CMC utilizada para a copolimerização foi caracterizada, e o espectro no infravermelho mostrou as bandas de absorção características. Por titulação potenciométrica foi possível determinar o número médio de grupos carboximetil por mero de CMC, que foi igual a 1. Através da viscosimetria capilar foi possível determinar a massa molar viscosimétrica média do polissacarídeo, que foi igual a 7,1 x 104 g.mol-1, e a concentração crítica, que foi igual a 5,95 g.L-1. As medidas reológicas da CMC mostraram que: (i) quanto maior a concentração de CMC, maior a viscosidade; (ii) quanto maior a temperatura, menor a viscosidade; e (iii) que em presença de sais a viscosidade da solução diminui quando comparada com água. Os copolímeros foram sintetizados através da reação entre a CMC e a PNIPAM-NH2, com a ajuda de hidrocloreto de 1-(3-(dimetilamino)propil)-3-etil-carbodiimida (EDC) e N-hidroxisuccinimida (NHS) usados como agentes de acoplamento. Espectros no infravermelho dos copolímeros apresentaram as bandas características da CMC e PNIPAM, evidenciando a modificação química. As análises termogravimétricas mostraram que ao contrário dos precursores que tem uma etapa de degradação térmica, os copolímeros apresentaram duas etapas de degradação térmica, sendo valores acima e abaixo em relação à CMC e à PNIPAM. Os estudos reológicos para os copolímeros mostraram que: (i) os copolímeros apresentaram comportamento termossensível; (ii) quanto maior a concentração maior é a viscosidade; (iii) a viscosidade foi maior para o copolímero sintetizado com a PNIPAM-NH2 de maior cadeia; (iv) o único copolímero que apresentou viscosidade maior a 60 °C do que a 25 °C foi o copolímero sintetizado com a PNIPAM-NH2 de maior cadeia (CMC-g-PNIPAM 3). Este estudo reflete a importância dos parâmetros de síntese da PNIPAM com terminação amino nas propriedades de copolímeros termoassociativos de CMC-g-PNIPAM.
Abstract: This work presents the synthesis, characterization and studies in aqueous media of copolymers based carboxymethylcellulose (CMC) as backbone grafted witth poly (N-isopropylacrylamide). For this purpose, initially amino-terminated PNIPAM (PNIPAM-NH2) was prepared in a glove box, by using the redox pair 2-aminoethanethiol hydrochloride(AET.HCl)/potassium persulfate (KPS) as initiators. The reaction products were characterized by infrared spectroscopy (IR), thermogravimetric analysis, potentiometric titration and rheology at different temperatures. Through the infrared spectra, it was possible to observe the presence of PNIPAM-NH2 characteristic peaks. The thermogravimetric analysis showed that the polymers have different degradation temperatures, indicating different size of the chains prepared with different amounts of AET.HCl. The number of terminal amino groups per gram of PNIPAM was greater for the polymer synthesized with a greater amount of chain transfer agent (AET.HCl). Rheological measurements showed that the smaller the amount of AET.HCl added to the reaction mixture, the greater the solution viscosity and the lower is the temperature needed to polymer precipitation. The CMC used for the copolymerization was characterized, and the infrared spectrum showed characteristic absorption bands. By potentiometric titration, it was possible to determine the average number of carboxymethyl groups per number of CMC, which was equal to 1. Through capillary viscometry was possible to determine the viscosimetric-average molecular weight of the polysaccharide, which was equal to 7.1 x 104 g.mol-1, and the critical concentration, that was equal to 5.95 g.L-1. Rheological measurements for CMC showed that: (i) the higher the CMC concentration, the higher is the viscosity; (ii) the higher the temperature, the lower is the viscosity; and (iii) viscosity is decreased in the presence of salts when compared with water. The copolymers were synthesized by a coupling reaction between CMC and PNIPAM-NH2 with the aid of 1-(3-(dimethylamino)propyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) as condensing agents. Infrared spectra of the copolymers exhibited the characteristic bands of CMC and PNIPAM, showing the chemical modification was realized. Thermogravimetric analysis showed that contrary to CMC and PNIPAM-NH2, which had only one DTG peak, the thermal decomposition of the graft copolymers occurred at two steps, being the first DTG peak higher and second one lower than the corresponding precursors..The rheological studies for the copolymers showed that: (i) the copolymers showed thermosensitive behavior; (ii) the viscosity is raised with increasing copolymer concentration; (iii) the viscosity was higher for the copolymer synthesized with the largest chain PNIPAM-NH2; (iv) the only copolymer that exhibited highest viscosity at 60 °C than at 25 °C was the one synthesized with PNIPAM-NH2 of longest chain (CMC-g-PNIPAM 3). This study reflects the importance of the synthesis parameters of amino-terminated PNIPAM on the thermoassociative properties of copolymers of CMC-g-PNIPAM
URI: http://monografias.ufrn.br/jspui/handle/123456789/3550
Other Identifiers: 2012960416
Appears in Collections:Química do Petróleo

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
SínteseCaracterizaçãoEstudos_LIMA_2015.pdfMonografia final1.85 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.