Os líquidos iônicos são sais orgânicos com pontos de fusão abaixo de 100°C. Por causa da sua pressão de vapor insignificante, baixos pontos de fusão, boas características de solvente, boa polaridade, efeitos catalíticos, estabilidade química e térmica, flamablidade e alta condutividade iônica, os líquidos iônicos têm gerado interesses significantes para uma grande faixa de aplicações industriais. Exemplos incluem sínteses orgânicas onde são empregadas solventes verdes que substituem compostos orgânicos voláteis ou substituem por vários solventes orgânicos, catálise, polimerização, operações de bioprocessamento, extração líquido-líquido, separação de gases, processos eletroquímicos e fluidos de transferência de calor [20].
Os líquidos iônicos podem ser produzidos com uma variedade de cátions e ânions. Os cátions orgânicos mais comuns contendo nitrogênio são derivados de imidazólio e piridínio; outros compostos são baseados em fosfônio ou cátions tetraalquilamônio enquanto que os ânions usados comumente incluem [BF4]-, [PF6]-, [CF3COO]- e [CF3SO3]-, etc. Além disso, a habilidade para
controlar o balanço hidrofílico / lipofílico da estrutura dos líquidos iônicos através da própria seleção dos íons constituintes [20].
Uma propriedade importante dos ILs (Ionic Liquids) é a sua alta estabilidade térmica, que pode substituir os modificadores orgânicos convencionais que são usados para aumentar a dispersão, molhabilidade e
compatibilidade de nanopartículas no meio orgânico. Logo, não é surpreendente que literaturas recentes [20] vêm abordando estudos em nanocompósitos poliméricos como uma aplicação intencional de nanomateriais modificados, tratamento de camadas de silicatos, nanotubos de carbono ou outras nanopartículas, preparação de nanocompósitos poliméricos de alta temperatura ou a partir de termorígidos com alto grau de cura [20].
Outro fator importante dos ILs é a possibilidade de mudar as propriedades por variar as estruturas dos cátions e dos ânions. Como o número de cátions e ânions possíveis pode variar consideravelmente, conseqüentemente o número de aplicações possíveis também pode variar. Aplicações potenciais de IL como modificadores de MMT podem não apenas ser encontradas no campo de nanocompósitos poliméricos, onde a modificação da argila é realizada com trialquila imidazólios contendo uma cadeia alquílica longa, ou cadeias longas únicas com cátions fosfônio, piridínio ou quinolínio. Uma variedade de aplicações potenciais existe nas indústrias farmacêuticas, médicas, cosméticas, pesticidas ou catálise, onde a MMT funcionalizada com pequenas estruturas aromáticas cíclicas poderiam ser realizadas através de uma troca com o IL apropriado, ILs de baixo peso molecular [20].
Uma aplicação muito recente dos ILs, é como aditivos plastificantes para o PVC em substituição aos aditivos plastificantes convencionais [21]. Os plastificantes convencionais estão geralmente associados a um número de problemas potenciais, como por exemplo, exudabilidade, compatibilidade limitada, baixa estabilidade em altas temperaturas ou quando expostos aos raios UV, lubricidade diminuída em temperaturas baixas e flamabilidade reduzida são alguns dos desafios técnicos comuns na indústria dos plastificantes. Entretanto, há duas décadas passadas a maioria das questões debatidas concernentes aos plastificantes tem sido com relação à migração dos plastificantes, especialmente os ftalatos, de plásticos commodity e médicos. A União Européia baniu um número de ftalatos de certas aplicações e a US Food e Drug Administration sugeriu que os produtores de plásticos considerassem a viabilidade de substituir DOP como alternativa de segurança. Vários plastificantes alternativos estão sendo estudados [21].
Os ILs são uma destas poucas novas alternativas que tem mostrado resultados promissores nos estágios iniciais de investigação. ILs baseados em cátions de amônio, fosfônio e imidazólio foram estudados como uma nova classe de plastificantes para o PVC. Todos os ILs testados foram capazes de produzir PVC Plastificado. Em torno de 20% de plasticização, algum dos ILs reduziu a Tg do PVC mais que os plastificantes tradicionais. Eles mostraram uma boa compatibilidade termodinâmica, alguns mostraram melhor resistência à migração. A estabilidade a luz ultravioleta e a altas temperaturas de PVC plastificado a base de ILs também foi investigado neste estudo [21].
4.13 Tipos de Nanocompósitos
Dependendo da natureza dos componentes usados (camadas de silicato, cátion orgânico e matriz polimérica) e dependendo da resistência das interações interfaciais entre a matriz polimérica e as camadas de silicato (modificadas ou não), a dispersão das partículas de argila na matriz polimérica pode resultar na formação de três tipos gerais de materiais compósitos [22]. Estas estão ilustradas na Figura 4.9.
Figura 4.9 – Diagrama esquemático de possíveis estruturas de nanocompósitos de polímero / camadas de silicatos [23].
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Em um compósito convencional, as argilas tactóides existem no seu estado agregado original com nenhuma intercalação da matriz polimérica dentro da argila. Em um nanocompósito intercalado, a inserção do polímero dentro da estrutura da argila ocorre de uma maneira cristalograficamente regular, independentemente da razão argila/ polímero. Um nanocompósito intercalado normalmente é intercalado por apenas poucas cadeias poliméricas. No sistema intercalado, o polímero expande as galerias das camadas de silicato, mas preserva o empilhamento das camadas, enquanto que em um sistema esfoliado as camadas de silicato são dispersas na matriz polimérica como camadas individuais [24].
Em um nanocompósito esfoliado, as camadas individuais de argila de 10Å de espessura são separadas numa matriz polimérica contínua por distâncias médias que dependem do carregamento. Geralmente, com um teor maior de argila o processo de esfoliação da argila na matriz polimérica torna-se mais difícil. Conseqüentemente, um nanocompósito esfoliado tem uma estrutura monolítica com propriedades relacionadas primariamente àquelas do polímero puro [25].