974 resultados para Polymer-solutions
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The crystallization, morphology, and crystalline structure of dilute solid solutions of tetrahydrofuran-methyl methacrylate diblock copolymer (PTHF-b-PMMA) in poly(ethylene oxide) (PEO) and PTHF have been studied with differential scanning calorimetry (DSC), X-ray, and optical microscopy. This study provides a new insight into the crystallization behavior of block copolymers. For the dilute PTHF-b-PMMA/PEO system containing only 2 to 7 wt % of PTHF content, crystallization of the PTHF micellar core was detected both on cooling and on heating. Compared the crystallization of the PTHF in the dilute solutions with that in the pure copolymer, it was found that the crystallizability of the PTHF micellar core in the solution is much greater than that of the dispersed PTHF microdomain in the pure copolymer. The stronger crystallizability in the solution was presumably due to a softened PMMA corona formed in the solution of the copolymer with PEG. However, the "soft" micelles formed in the solution (meaning that the glass transition temperatures (T-g) of the micelle is lower than the T-m of the matrix phase) showed almost no effects on the spherulitic morphology of the PEO component, compared with that of the pure PEO sample. In contrast, significant effects of the micelles with a "hard" PMMA core (meaning that the T-g of the core is higher than the T-m of the PTHF homopolymer) on the nucleation, crystalline structure, and spherulitic morphology were observed for the dilute PTHF-b-PMMA/PTHF system. (C) 1998 John Wiley & Sons, Inc.
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Electrochemical behavior of the transfer of H+ across polypyrrole membrane (PPM) was studied. The transfer process was quasi-reversible and mainly diffusion-controlled. PPM electropolymerized in water solution has better reversibility than that in CH3CN solution for the transfer of H+. The transfer process of H+ across the two kinds of PPM indicated that the PPM electrochemically polymerized was of asymmetry.
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Polypyrrole film electrode with Co(W2O7)(6)(10-) and CuW12O406- ions were synthesised in aqueous solutions, The electrode possesses a good stability and cyclic voltammetric behavior in weakly acidic or near neutral solutions, The redox of CuW12O406- ion can be catalysed by the polypyrrole film, The ESR measurement of the polypyrrole film with Co(W2O7)(6)(10-) and CuW12O406- ions indicates that the heteropolyanions not only play the role of neutralizing electricity in the polypyrrole film, contrasted with the film containing NO3-, but also Interact with the polypyrrole molecular chain to form some additive compound, The additive compound affects the electric structure elf the polypyrrole film and is unstable at more positive or more negative potentials.
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This paper describes the electrochemical oxidation and reduction of electroactive solutes which are dissolved in and diffusing through the polymer electrolyte solvent, poly(ethylene oxide) (PEO). The characteristics of electrochemical reactions in polymeric solutions are discussed, including how rigid solvent environments affect mass transport rates, and the transport phenomenon of electroactive species in PEO with bathing gases is explained by using the voltammetric theory of ultramicroelectrodes. The possibility that the microelectrode coated with PEO film can be used as a gas sensor has been discussed.
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A novel comb-like amphiphilic polymer, poly (2-acrylamidohexadecylsulfonic acid) (PAMC16S), was synthesized by free radical polymerization of the corresponding amphiphilic monomer in 1,4-dioxane-water mixed solvents. Depending on the ratio of water/dioxane in the solvent, the reaction proceeded by either precipitation polymerization or micellar polymerization. The molecular weight of the polymer obtained under similar conditions decreased and subsequently increased with the increase of water content in the mixed solvent. The polyion nature of PAMC16S was confirmed by viscosity data of ethanolic solutions. In addition, the polymer was characterized by solubility, IR, TG and wide angle X-ray diffraction methods.
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A newly developed polymer coil shrinking theory is described and compared with the existing entangled solution theory to explain electrophoretic migration behaviour of DNA in hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) polymer solution in buffer containing 100 mM tris(hydroxymethyl)aminomethane 100 mM boric acid, 2 mm ethylenediaminetetraacetic acid at pH 8.3. The polymer coil shrinking theory gave a better model to explain the results obtained. The polymer coil shrinking concentration, C-s, was found to be 0.305% and the uniform entangled concentration, C+, 0.806%. The existence of three regions (the dilute, semidilute, and concentrated solution) at different polymer concentrations enables a better understanding of the system to guide the selection of the best conditions to separate DNA fragments. For separating large fragments (700/800 bp), dilute solutions (HPMC < 0.3%) should be used to achieve a short migration time (10 min). For small fragments (200/300 bp), concentrated solutions are preferred to obtain constant resolution and uniform separation. The best resolution is 0.6% HPMC due to a combined interaction of the polymer coils and the entangled structure. The possibility of DNA separation in semidilute solution is often neglected and the present results indicate that this region has a promising potential for analytical separation of DNA fragments.
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We report here the nonlinear rheological properties of metallo-supramolecular networks formed by the reversible cross-linking of semi-dilute unentangled solutions of poly(4-vinylpyridine) (PVP) in dimethyl sulfoxide (DMSO). The reversible cross-linkers are bis-Pd(II) or bis-Pt(II) complexes that coordinate to the pyridine functional groups on the PVP. Under steady shear, shear thickening is observed above a critical shear rate, and that critical shear rate is experimentally correlated with the lifetime of the metal-ligand bond. The onset and magnitude of the shear thickening depend on the amount of cross-linkers added. In contrast to the behavior observed in most transient networks, the time scale of network relaxation is found to increase during shear thickening. The primary mechanism of shear thickening is ascribed to the shear-induced transformation of intrachain cross-linking to interchain cross-linking, rather than nonlinear high tension along polymer chains that are stretched beyond the Gaussian range.
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© 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.Laboratory tests on microscale are reported in which millimeter-sized amorphous silica cubes were kept highly compressed in a liquid environment of de-ionized water solutions with different silica ion concentrations for up to four weeks. Such an arrangement simulates an early evolution of bonds between two sand grains stressed in situ. In-house designed Grain Indenter-Puller apparatus allowed measuring strength of such contacts after 3-4 weeks. Observations reported for the first time confirm a long-existing hypothesis that a stressed contact with microcracks generates silica polymers, forming a bonding structure between the grains on a timescale in the order of a few weeks. Such structure exhibits intergranular tensile force at failure of 1-1.5 mN when aged in solutions containing silica ion concentrations of 200-to 500-ppm. The magnitude of such intergranular force is 2-3 times greater than that of water capillary force between the same grains.
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Laboratory studies were conducted to evaluate the interaction between bare and polymer-coated magnetic nanoparticles (MNPs) with various environmentally relevant carrying solutions including natural oceanic seawater with and without addition of algal exopolymeric substances (EPS). The MNPs were coated with three different stabilising agents, namely gum Arabic (GA-MNP), dextran (D-MNP) and carboxymethyl-dextran (CMD-MNP). The colloidal stability of the suspensions was evaluated over 48 h and we demonstrated that: (i) hydrodynamic diameters increased over time regardless of carrying solution for all MNPs except the GA-coated ones; however, the relative changes were carrying solution- and coat-dependent; (ii) polydispersity indexes of the freshly suspended MNPs are below 0.5 for all coated MNPs, unlike the much higher values obtained for the uncoated MNPs; (iii) freshly prepared MNP suspensions (both coated and uncoated) in Milli-Q (MQ) water show high colloidal stability as indicated by zeta-potential values below -30 mV, which however decrease in absolute value within 48 h for all MNPs regardless of carrying solution; (iv) EPS seems to "stabilise" the GA-coated and the CMD-coated MNPs, but not the uncoated or the D-coated MNPs, which form larger aggregates within 48 h; (v) despite this aggregation, iron (Fe)-leaching from MNPs is sustained over 48 h, but remained within the range of 3-9% of the total iron-content of the initially added MNPs regardless of suspension media and capping agent. The environmental implications of our findings and biotechnological applicability of MNPs are discussed.
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In this study, the dissolution properties of celecoxib (CX) solid dispersions manufactured from Eudragit 4155F and polyvinylpyrrolidone (PVP) were evaluated. Hot-melt extrusion (HME) technology was used to prepare amorphous solid dispersions of drug/polymer binary systems at different mass ratios. The drug concentrations achieved from the dissolution of PVP and Eudragit 4155F solid dispersions in phosphate buffer, pH 7.4 (PBS 7.4) were significantly greater than the equilibrium solubility of CX (1.58 µg/mL). The degree of supersaturation increased significantly as the polymer concentration within the solid dispersion increased. The maximum drug concentration achieved by PVP solid dispersions did not significantly exceed the apparent solubility of amorphous CX. The predominant mechanism for achieving supersaturated CX concentrations in PBS 7.4 was attributed to stabilization of amorphous CX during dissolution. Conversely, Eudragit 4155F solid dispersions showed significantly greater supersaturated drug solutions particularly at high polymer concentrations. For example, at a drug/polymer ratio of 1:9, a concentration of 100 µg/mL was achieved after 60 min that was stable (no evidence of drug recrystallization) for up to 72 h. This clearly identifies the potential of Eudragit 4155F to act as a solubilizing agent for CX. These findings were in good agreement with the results from solubility performed using PBS 7.4 in which Eudragit 4155F had been predissolved. In these tests, Eudragit 4155F significantly increased the equilibrium solubility of CX. Solution 1H NMR spectra were used to identify drug/polymer interactions. Deshielding of CX aromatic protons (H-1a and H-1b) containing the sulfonamide group occurred as a result of dissolution of Eudragit 4155F solid dispersions, whereas deshielding of H-1a protons and shielding of H-1b protons occurred as a result of the dissolution of PVP solid dispersions. In principle, it is reasonable to suggest that the different drug/polymer interactions observed give rise to the variation in dissolution observed for the two polymer/drug systems.
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The oxidation of trimethoxymethane (TMM) (trimethyl orthoformate) in a direct oxidation PBI fuel cell was examined by on-line mass spectroscopy and on-line FTIR spectroscopy. The results show that TMM was almost completely hydrolyzed in a direct oxidation fuel cell which employs an acid doped polymer electrolyte to form a mixture of methylformate, methanol and formic acid. It also found that TMM was hydrolyzed in the presence of water at 120°C even without acidic catalyst. The anode performance improves in the sequence of methanol, TMM, formic acid/methanol, and methylformate solutions. Since formic acid is electrochemically more active than methanol, these results suggest that formic acid is probably a key factor for the improvement of the anode performance by using TMM instead of methanol under these conditions. © 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
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Polymer extrusion is regarded as an energy-intensive production process, and the real-time monitoring of both energy consumption and melt quality has become necessary to meet new carbon regulations and survive in the highly competitive plastics market. The use of a power meter is a simple and easy way to monitor energy, but the cost can sometimes be high. On the other hand, viscosity is regarded as one of the key indicators of melt quality in the polymer extrusion process. Unfortunately, viscosity cannot be measured directly using current sensory technology. The employment of on-line, in-line or off-line rheometers is sometimes useful, but these instruments either involve signal delay or cause flow restrictions to the extrusion process, which is obviously not suitable for real-time monitoring and control in practice. In this paper, simple and accurate real-time energy monitoring methods are developed. This is achieved by looking inside the controller, and using control variables to calculate the power consumption. For viscosity monitoring, a ‘soft-sensor’ approach based on an RBF neural network model is developed. The model is obtained through a two-stage selection and differential evolution, enabling compact and accurate solutions for viscosity monitoring. The proposed monitoring methods were tested and validated on a Killion KTS-100 extruder, and the experimental results show high accuracy compared with traditional monitoring approaches.
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A futura e inevitável escassez dos recursos fósseis, juntamente com o aumento imprevisível dos seus preços, levou, nas últimas décadas, a um aumento impressionante de iniciativas dedicadas não só à procura de fontes alternativas de fornecedores de energia, mas também de produtos químicos e polímeros a partir de fontes renováveis, em particular da biomassa vegetal. Entre estes, os polímeros derivados de monómeros furânicos constituem uma classe única de materiais cujas estruturas podem, em princípio, simular virtualmente os seus homólogos actualmente derivados de recursos fósseis. O anel furânico é uma estrutura heterocíclica com um carácter diénico pronunciado, o que torna-o um dieno particularmente apropriado para a reacção de Diels-Alder (DA) com dienófilos como a maleimida. Um dos aspectos mais relevantes da reacção de DA é a sua reversibilidade em função da temperatura, a qual permite que os aductos sejam facilmente revertidos nos seus precursores por aumento da temperatura (reacção de retro-DA). No caso específico da combinação furano-maleimida, a formação do aducto predomina até cerca de 60ºC, enquanto a reacção inversa é dominante acima de 100ºC. A combinação desta característica da reacção de DA com a química de compostos furânicos pode abrir um novo caminho para a preparação de materiais macromoleculares funcionais com base em fontes renováveis e com aplicações promissoras como auto-reparação e reciclabilidade. O principal objectivo desta Tese, é a síntese e caracterização de novos materiais poliméricos termo-reversíveis, aplicando a reacção de DA a monómeros complementares com estruturas dos tipos furânico (o dieno, designado por A) e de maleimida (o dienófilo, designado por B). A primeira etapa neste trabalho envolveu a síntese, purificação e caracterização de novos monómeros furânicos e de maleimida do tipo AA, A3, BB, B3, AB, AB2, cada um com diferentes grupos separadores das funções reactivas. Posteriormente, estes monómeros foram polimerizados e despolimerizados por ciclos de DA/retro-DA utilizando diferentes combinações. A formação e dissociação de todos os aductos de DA foram seguidas por ambas espectroscopias de UV e RMN de 1H. O primeiro sistema de DA estudado foi uma combinação modelo entre reagentes mono-funcionais (-A+-B), nomeadamente o acetato furfurílico (FA) e a N-metilmaleimida (MM), ambos comercialmente disponíveis. O objectivo desta abordagem foi estudar a cinética e o equilíbrio da formação/dissociação dos aductos de DA e obter indicações sobre as condições mais adequadas a serem usadas na preparação dos correspondentes novos materiais macromoleculares. Além disso, pretendia-se verificar a presença ou ausência de reacções secundárias que poderiam intervir em ambas as vias directa e inversa das reacções, mesmo após vários ciclos. A espectroscopia de UV forneceu informação quantitativa sobre a cinética de formação do aducto através da diminuição progressiva da absorvência máxima a 293 nm correspondente ao grupo maleimida, a diferentes temperaturas (35, 50, 65 ºC) Reciprocamente, a correspondente reacção de retro-DA foi seguida a 90 ºC através do aumento do mesmo pico. A reversibilidade destes sistemas foi verificada com sucesso após uma sequência de ciclos de DA/retro-DA. Adicionalmente, verificou-se que os espectros originaram um ponto isosbéstico, provando que estes sistemas não envolvem quaisquer reacções secundárias. Uma vez que foi usado um excesso de FA, as reacções de DA modelo apresentaram um comportamento cinético de pseudo-primeira ordem, com a constante de velocidade k mais alta (2.1x10-5 dm3mol-1s-1) para T=65 ºC. A correspondente energia de activação foi de 39.0 kJ.mol-1. A reacção de retro-DA seguiu um comportamento de primeira ordem, com constante de velocidade de 1.6x10-6 s-1. A evolução deste sistema por RMN de 1H a 65ºC deu-nos informações mais detalhadas sobre a sua evolução estrutural, ou seja, à medida que a intensidade dos picos atribuídos à formação do aducto aumentaram progressivamente ao longo do tempo, os pertencentes aos reagentes iniciais diminuiram proporcionalmente. O “rendimento final”, calculado após 20 dias à temperatura ambiente, foi de aproximadamente 70%. A reacção de retro-DA foi depois seguida a 90ºC, observando-se tal como na espectroscopia de UV, o deslocamento da reacção no sentido da regeneração dos reagentes de partida. A viabilidade de múltiplos ciclos de DA/retro-DA estabelecidos pela espectroscopia de UV foi igualmente confirmada por RMN de 1H. O passo seguinte envolveu o estudo de um sistema de policondensação linear baseado no crescimento gradual por reacção de DA entre um monómero bisfurânico A-A e um do tipo bismaleimida B-B, seguindo a mesma abordagem que no sistema modelo. O poliaducto linear foi obtido a partir de soluções equimolares dos monómeros, por reacção de DA a 65ºC. O progresso desta polimerização foi seguido por espectroscopia de UV e RMN de 1H e, mais qualitativamente, pelo aumento da viscosidade do meio. A reacção seguiu um comportamento de segunda ordem, com uma constante de velocidade de 9.4x10-6 dm3mol-1s-1, e observou-se novamente um ponto isosbéstico nos dados de UV. Os espectros de RMN apresentaram o padrão esperado, nomeadamente o aumento progressivo dos sinais associados ao aducto e a correspondente diminuição dos grupos furano e maleimida livres. A despolimerização do poliaducto através da reacção de retro-DA foi seguida a 110ºC usando as mesmas técnicas. Os dados de UV mostraram o retorno progressivo da absorção dos grupos de maleimida, seguindo um comportamento cinético de primeira ordem, com constante de velocidade de 2.5x10-6 s-1, até à completa regeneração de ambos os monómeros. Os espectros de RMN providenciaram mais uma vez informação estrutural sobre o progresso da despolimerização, a qual foi acompanhada por uma diminuição progressiva da viscosidade. Adicionalmente, para seguir a retro- DA, adicionou-se um excesso de composto furânico monofuncional, nomeadamente o 2,5-dimetilfurano (DMFu), ao sistema de modo a bloquear as funções maleimida complementares, evitando assim a repolimerização após arrefecimento. Os productos isolados foram então o monómero bisfurânico AA, DMFu que não reagiu e o bisaducto não-polimerizável de BB com DMFu. Este resultado indicou claramente que o polímero foi de facto revertido nos seus monómeros durante a reacção de retro-DA. O terceiro sistema estudado foi outra polimerização linear, seguindo as mesmas condições experimentais que os anteriores, mas com uma estratégia diferente de modo a contornar o problema clássico de assegurar a estequiometria exacta dos monómeros. As estruturas dos monómeros utilizados incorporam ambos os grupos reactivos, i.e, moléculas do tipo A-B. A polimerização prematura destes monómeros intrinsecamente reactivos foi evitada com a protecção do grupo maleimida na forma de um aducto de DA com furano, até a incorporação do substituinte furânico na outra extremidade. Portanto, a policondensação destes monómeros foi iniciada após a desprotecção in situ deste composto mediante aquecimento, seguido de arrefecimento até à temperatura adequada para polimerizar. Os resultados obtidos por UV e RMN sugerem que de facto o uso de monómeros do tipo A-B oferece um melhor sistema linear. Em seguida, foram estudados sistemas de policondensação não-linear por reacção de DA, entre monómeros (um ou ambos) com funcionalidade superior a dois, nomeadamente sistemas do tipo A3+B-B ou A-A+B3, seguindo mais uma vez as mesmas condições experimentais. Uma vez que utilizam monómeros complementares contendo, em média, mais de duas funcionalidades, estes sistemas conduzem a materiais reticulados. Nestes estudos, foram usadas três razões molares de [maleimida]/[furano], nomeadamente 1.0, 0.75 e 0.5, de modo a estudar ambas as situações de não-gelificação e reticulação. Ambos sistemas apresentaram um comportamento regular e boa reciclabilidade quer para gerar situações que possam conduzir à formação de redes a diferentes graus de conversão, ou que possam parar antes da sua obtenção, conforme previsto pela equação de Flory-Stockmayer. Como esperado, a utilização de grupos complementares em quantidades estequiométricas produziu o espessamento mais rápido e a reticulação quase completa; à medida que a quantidade relativa de monómero trifuncional decresceu, as reacções pararam antes da reticulação, ou seja, originaram meios altamente viscosos contendo polímeros solúveis altamente ramificados. As reacções de retro-DA a 110 ºC conduziram à gradual dissolução das partículas de gel (quando presentes), tendo sido comprovado pelos espectros de UV e de RMN de 1H, evidenciado a regeneração dos monómeros. Tal como no sistema do tipo A-A+B-B, a reacção de retro-DA foi seguida adicionando um excesso de DMFu ao sistema reaccional. Como esperado, os produtos finais foram os monómeros furânicos, o DMFu em excesso e o trisaducto ou o bisaducto maleimida-DMFu, o que confirma a eficiência da despolimerização com regeneração dos monómeros iniciais. O último sistema de policondensação por reacção de DA envolveu um monómero assimetricamente substituído do tipo AB2, capaz de originar estruturas macromoleculares hiper-ramificadas que não reticulam. Este estudo preliminar deste sistema foi seguido nas mesmas condições experimentais que os anteriores, apresentando um comportamento com as características esperadas.
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Glass fibre-reinforced plastics (GFRP) have been considered inherently difficult to recycle due to both: cross-linked nature of thermoset resins, which cannot be remolded, and complex composition of the composite itself. Presently, most of the GFRP waste is landfilled leading to negative environmental impacts and supplementary added costs. With an increasing awareness of environmental matters and the subsequent desire to save resources, recycling would convert an expensive waste disposal into a profitable reusable material. In this study, efforts were made in order to recycle grinded GFRP waste, proceeding from pultrusion production scrap, into new and sustainable composite materials. For this purpose, GFRP waste recyclates, were incorporated into polyester based mortars as fine aggregate and filler replacements at different load contents and particle size distributions. Potential recycling solution was assessed by mechanical behaviour of resultant GFRP waste modified polymer mortars. Results revealed that GFRP waste filled polymer mortars present improved flexural and compressive behaviour over unmodified polyester based mortars, thus indicating the feasibility of the waste reuse in polymer mortars and concrete. © 2011, Advanced Engineering Solutions.