Molecular mobility of n-ethylene glycol dimethacrylate glass formers upon free radical polymerization

Quando um líquido evita a cristalização durante o arrefecimento, diz-se que entra no estado sobrearrefecido. Se a temperatura continuar a diminuir, o consequente aumento da viscosidade reflecte-se na mobilidade molecular de tal maneira que os tempos característicos se tornam da mesma ordem de grandeza que os tempos acessíveis experimentalmente. Se o arrefecimento continuar, o líquido altamente viscoso acaba por vitrificar, i.e. entra no estado vítreo onde apenas os movimentos locais são permitidos. Os monómeros da família n -etileno glicol dimetacrilato ( n -EGDMA, para n = 1 até 4, que constituem o objecto deste estudo, facilmente evitam a cristalização, sendo pois bons candidatos para estudar a mobilidade molecular nos estados sobrearrefecido e vítreo. A Espectroscopia de Relaxação Dieléctrica (DRS) foi a técnica escolhida para obter informação detalhada sobre a sua dinâmica molecular (Capítulos 1 e 2). A primeira parte deste trabalho consistiu na caracterização dieléctrica dos processos de relaxação existentes acima e abaixo da temperatura de transição vítrea (g T ), a qual aumenta com o aumento do peso molecular (w M ), sendo este resultado confirmado por Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC). No que respeita ao processo cooperativo a , associado à transição vítrea, e ao processo secundário b, observa-se uma dependência com w M , enquanto que o outro processo secundário, g , aparenta ser independente deste factor (Capítulo 3). Nos capítulos seguintes, foram levadas a cabo diferentes estratégias com o objectivo de clarificar os mecanismos que estão na origem destas duas relaxações secundárias (b e g ), assim como conhecer a sua respectiva relação com a relaxação principal (a ). Do estudo, em tempo real, da polimerização isotérmica via radicais livres do TrEGDMA por Calorimetria de Varrimento Diferencial com Modulação de Temperatura (TMDSC), levado a cabo a temperaturas abaixo da g T do polímero final, concluem-se entre outros, dois importantes aspectos: i) que a vitrificação do polímero em formação conduz a graus de conversão relativamente baixos, e ii) que o monómero que está por reagir é expulso da rede polimérica que se forma, dando lugar a uma clara separação de fases (Capítulo 4). Com base nesta informação, o passo seguinte foi estudar separadamente a polimerização isotérmica do di-, tri- e tetra-EGDMA, dando especial atenção às alterações de mobilidade do monómero ainda por reagir. Com as restrições impostas pela formação de ligações químicas, as relaxações a e b detectadas no monómero tendem a desaparecer no novo polímero formado, enquanto que a relaxação g se mantém quase inalterada. Os diferentes comportamentos que aparecem durante a polimerização permitiram a atribuição da origem molecular dos processos secundários: o processo g foi associado ao movimento twisting das unidades etileno glicol, enquanto que a rotação dos grupos carboxilo foi relacionada com a relaxação b (Capítulo 5). No que respeita ao próprio polímero, um processo de relaxação adicional foi detectado, pol b , no poly-DEGDMA, poly-TrEGDMA e poly-TeEGDMA, com características similares ao encontrado nos poli(metacrilato de n -alquilo). Este processo foi confirmado e bem caracterizado aquando do estudo da copolimerização do TrEGDMA com acrilato de metilo (MA) para diferentes composições (Capítulo 6). Para finalizar, o EGDMA, o elemento mais pequeno da família de monómeros estudada, além de vitrificar apresenta uma marcada tendência para cristalizar quer a partir do estado líquido ou do estado vítreo. Durante a cristalização, a formação de uma fase rígida afecta principalmente o processo a , cuja intensidade diminui sem no entanto se observarem modificações significativas na dependência do tempo de relaxação característico com a temperatura. Por outro lado, o processo secundário b torna-se melhor definido e mais estreito, o que pode ser interpretado em termos de uma maior homogeneidade dos micro-ambientes associados aos movimentos locais(Capítulo 7).

Uranium glass in museum collections

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Conservação e Restauro Área de especialização – Vidro

Energy-dispersive x-ray fluorescence analysis of modern coloured glasses from Marinha Grande (Portugal)

X-Ray Spectrom. 2003; 32: 396–401

Glass in Cultural Heritage – An Introduction

Proceedings of the Chemistry and Conservation Science

Real fábrica de vidros de Coina – Chemical analysis of archaeological glass fragments

Actas do 17º Congresso da Associação Internacional para a História do Vidro

Uranium glass in museum collections

Journal of Cultural Heritage, nº 9 (2008), p. 64-68

Dielectric study of triton X100: a glass-forming liquid

Dissertação para obtenção do grau de mestre em Engenharia de Materiais

Historical reconstructions of raw materials based on a blue smalt coating applied to a seventeenth-century altarpiece

Based on samples cross-sections from the Main Altarpiece of the Coimbra Old Cathedral, where a blue coating performed in 1685 is observed (that was partly covered with a Prussian blue-containing overpaint), the raw materials present in this coating were reproduced and studied. Blue areas were painted with smalt in oil, according to the contract signed by Manoel da Costa Pereira in 1684 and the analysis by Le Gac in 2009. Based on these, three batches of cobalt-based glasses (S1, S2 and S3) were heated and melted in alumina crucibles in the kiln. S1 contained 6.03 % of cobalt oxide, S2 contained 2.10 %, with the addition of 1.49 % of magnesium oxide, and S3 contained 6.82 % of cobalt oxide, with the addition of 4.63% of antimony trioxide. These batches were ground mechanically with water and manually with different vehicles stated in recipes. The results were studied by means of OM, SEM-EDS, X-Ray CT, Colorimetry and Vickers HT. Different binders were also produced and analyzed by means of μ-FTIR, in order to perform their characterization and obtain Standard Spectra. Since anhydrite was identified in the ground layers, gypsum from Óbidos was also characterized by XRD. The main goal of this thesis was to study all the raw materials present in the 1685-blue coating, in order to allow the historically accurate reconstruction of the layers build-up in the next future.