Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
34a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Síntese e Caracterização térmica e estrutural de materiais híbridos orgânico-inorgânicos PMMA-SiO
2.
Ana F. Suzana1 (IC)*, Hudson W. P. Carvalho2 (PG), Sandra H. Pulcinelli3 (PQ), Celso V. Santilli4 (PQ)
*anaflaviasuzana@yahoo.com.br
1,2,3,4
Unesp - Instituto de Química - Campus de Araraquara - Laboratório de Físico-Química dos Materiais.
Palavras Chave: Híbridos orgânico-inorgânicos, PMMA-SiO2, estabilidade térmica.
Introdução
A busca por materiais que unam e/ou potencializem características encontradas em componentes convencionais intensificou-se nas últimas décadas1. Os híbridos orgânico-inorgânicos são materiais formados por uma fase orgânica e outra inorgânica, que apresentam uma alternativa interessante na produção de novos materiais multifuncionais com extensa faixa de aplicações, dentre elas barreira protetora anti-corrosão de metais. Os híbridos orgânico-inorgânicos foram obtidos pelo processo sol-gel a partir de copolímeros a base de metilmeta- crilato (MMA), trimetoxisililpropilmetacrilato (TMSM), solvente THF ou tolueno e peróxido de benzoíla.
Resultados e Discussão
Para a obtenção dos copolímeros dois parâmetros foram variados: razão molar MMA/TMSM, 1:1 ou 10:1 e natureza do solvente, tetraidrofurano (THF) ou tolueno (tol), dando origem a quatro diferentes copolímeros: PMMA-co-PTMSM 1:1 THF, PMMA- co-PTMSM 1:1 tol, PMMA-co-PTMSM 10:1 THF e PMMA-co-PTMSM 10:1 tol. Adicionou-se então quantidades definidas de solução aquosa de ácido nítrico (pH 1) para as reações de hidrólise e condensação que resultaram na formação de redes siloxano e consequente obtenção do material híbri- do orgânico-inorgânico, cuja denominação segue a dos copolímeros que os originou. É nítido (Figura 1)
Figura 1. TG e DTA dos híbridos orgânico- inorgânicos e dos copolímeros que os compõem.
que ocorre um deslocamento das curvas TG dos híbridos (preto) em relação aos copolímeros (vermelho), associado ao pico exotérmico na respectiva curva DTA. Esse aumento na estabilidade térmica do material pode ser atribuído à formação da rede de sílica2. A caracterização estrutural foi feita a partir da ressonância magnética nuclear do 29Si (Figura 2). Esses espectros mostram picos referentes as espécies T1, T2 e T3, características do número de hidroxilas terminais ligadas ao silício, respectivamente, indicando a reticulação da rede siloxano devido à ocorrência das reações de condensação.
Figura 2. Espectros RMN 29Si dos copolímeros e dos materiais híbridos formados.
Conclusões
A incorporação da solução aquosa ácida (pH 1) possibilitou a obtenção de híbridos orgânico- inorgânicos a partir dos monômeros MMA e TMSM.
Os híbridos apresentam estabilidade térmica superior a dos copolímeros, sendo proporcional a quantidade de sílica contida no precursor TMSM.
Agradecimentos
Os autores agradecem o apoio financeiro do CNPq, CAPES e FAPESP.
___________________
1 Judeinstein, P.; Sanchez, C. J. Mater. Chem.. 1996, 511p.
2 Yu, Y. Y.; Chen, W. C. Polymer. 2003, 593p.
0 100 200 300 400 500 600 Temperatura (°C) PMMA-SiO2 1:1 THF
PMMA-co-PTMSM 1:1 THF
20 40 60 80 100
Massa (%)
-2 -1 0 1 2
Diferença de temperatura (°C/mg)
DTA TG
0 100 200 300 400 500 600 20
40 60 80 100
Temperatura (°C)
Massa (%)
PMMA-SiO2 1:1 Tol PMMA-co-PTMSM 1:1 Tol
Diferença de temperatura (°C/mg)
DTA TG
-2 -1 0 1 2 3
Massa (%)
Temperatura (°C) DTA TG
endo exo
-1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2Diferença de temperatura (°C/mg)
0 100 200 300 400 500 600 0
20 40 60 80 100
PMMA-SiO2 10:1 THF
PMMA-co-PTMSM 10:1 THF
Massa (%)
-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2
PMMA-SiO2 10:1 Tol PMMA-co-PTMSM 10:1 Tol
Diferença de temperatura (°C/mg)
DTA TG
0 100 200 300 400 500 600 0
20 40 60 80 100
Temperatura (°C)
-120 -100 -80 -60 -40 -20 T1 T2
Intensidade (u.a.)
Deslocamento Químico (ppm) T3
PMMA-SiO2 THF 1:1 PMMA-co-PTMSM THF 1:1
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 T1
T2
Intensidade (u.a.)
Deslocamento Químico (ppm) T3
PMMA-co-TMSM Tol 1:1
PMMA-SiO2 Tol 1:1
-120 -100 -80 -60 -40 -20 T1
Intensidade (u.a.)
Deslocamento Químico (ppm) T3
T2
PMMA-co-PTMSM THF 10:1 PMMA-SiO2 THF 10:1
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 T1 T2
Intensidade (u.a.)
Deslocamento Químico (ppm) T3
PMMA-co-TMSM Tol 10:1 PMMA-SiO2 Tol 10:1
