Obtenção, funcionalização e caracterização de IPNS compostas de poliuretano e poliestireno

O presente trabalho teve como objetivo verificar as possibilidades de desenvolvimento de membranas poliméricas a partir de redes de polímeros interpenetrantes (IPNs) compostas de poliuretano obtido a partir do óleo de mamona e de copolímero de poli(estireno-co-divinilbenzeno). Filmes de IPNs foram funcionalizados através da sulfonação, utilizando sulfato de acetila como reagente, a fim de se produzirem membranas íon-seletivas do tipo catiônicas. Os materiais poliméricos produzidos, sulfonados ou não, foram estudados através de um conjunto de métodos termoanalíticos (TGA, DSC, DMA), microscopia eletrônica de varredura e avaliados quanto à resistência química e mecânica. As IPNs sulfonadas foram avaliadas quanto seu comportamento de absorção de água e quanto à capacidade de troca iônica. Os resultados mostraram que a concentração dos componentes das IPNs afeta suas propriedades e que as condições de sulfonação afetam as características das membranas produzidas.

NMR imaging of the diffusion of water at 310 K into semi-IPNs of PEM and Poly(HEMA-co-THFMA)

Magnetic resonance imaging has been used to monitor the diffusion of water at 310 K into a series of semi-IPNs of poly(ethyl methacrylate), PEM, and copolymers of 2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA, and tetrahydrofurfuryl methacrylate, THFMA. The diffusion was found to be well described by a Fickian kinetic model in the early stages of the water sorption process, and the diffusion coefficients were found to be slightly smaller than those for the copolymers of HEMA and THFMA, P(HEMA-co-THFMA), containing the same mole fraction of HEMA in the matrix. A second stage sorption process was identified in the later stage of water sorption by the PEM/PTHFMA semi-IPN and for the systems containing a P(HEMA-co-THFMA) component with a mole fraction HEMA of 0.6 or less. This was characterized by the presence of Water near the surface of the cylinders with a longer NMR T-2 relaxation time, which would be characteristic of mobile water, such as water present in large pores or surface fissures. The presence of the drug chlorhexidine in the polymer matrixes at a concentration of 5.625 wt % was found not to modify the properties significantly, but the diffusion coefficients for the water sorption were systematically smaller when the drug was present.

Thermal and mechanical characteristics of polyurethane/curaua fiber composites

Polyurethane composites reinforced with curaua fiber at 5, 10 and 20% mass/mass proportions were prepared by using the conventional melt-mixing method. The influence of curaua fibers on the thermal behavior and polymer cohesiveness in polyurethane matrix was evaluated by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and by differential scanning calorimetry (DSC). This specific interaction between the fibers and the hard segment domain was influenced by the behavior of the storage modulus E` and the loss modulus EaEuro(3) curves. The polyurethane PU80 is much stiffer and resistant than the other composites at low temperatures up to 70A degrees C. All samples were thermoplastic and presented a rubbery plateau over a wide temperature range above the glass transition temperature and a thermoplastic flow around 170A degrees C.

Synthesis and Characterization of Semi-Interpenetrating Networks Based on Poly(dimethylsiloxane) and Poly(vinyl alcohol)

Semi-interpenetrating networks (Semi-IPNs) with different compositions were prepared from poly(dimethylsiloxane) (PDMS), tetraethylorthosilicate (TEOS), and poly (vinyl alcohol) (PVA) by the sol-gel process in this study. The characterization of the PDMS/PVA semi-IPN was carried out using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), and swelling measurements. The presence of PVA domains dispersed in the PDMS network disrupted the network and allowed PDMS to crystallize, as observed by the crystallization and melting peaks in the DSC analyses. Because of the presence of hydrophilic (-OH) and hydrophobic (Si-(CH(3))(2)) domains, there was an appropriate hydrophylic/hydrophobic balance in the semi-IPNs prepared, which led to a maximum equilibrium water content of similar to 14 wt % without a loss in the ability to swell less polar solvents. (C) 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 115: 158-166, 2010

Desenvolvimento de redes de polímeros interpenetrantes (IPN) para a aplicação como eletrólito polimérico

Uma nova rede de polímeros interpenetrantes (IPN) baseada em poliuretana de óleo de mamona e poli(etileno glicol) e poli(metacrilato de metila) foi preparada para ser utilizada como eletrólito polimérico. Os seguintes parâmetros de polimerização foram avaliados: massa molecular do poli(etileno glicol) (PEG), concentração de PEG e concentração de metacrilato de metila. As membranas de IPN foram caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR). Os eletrólitos de redes de polímeros interpenetrantes (IPNE) foram preparados a partir da dopagem com sal de lítio através do inchamento numa solução de 10% em massa de LiClO4 na mistura de carbonato de etileno e carbonato de propileno na razão mássica de 50:50. As IPNEs foram caracterizadas por espectroscopia de impedância eletroquímica e Raman. As IPNEs foram testadas como eletrólito polimérico em supercapacitores. As células capacitivas foram preparadas utilizando eletrodos de polipirrol (PPy). Os valores de capacitância e eficiência foram calculados por impedância eletroquímica, voltametria cíclica e ciclos galvonostáticos de carga e descarga. Os valores de capacitância obtidos foram em torno de 90 F.g-1 e eficiência variou no intervalo de 88 a 99%. Os valores de densidade de potência foram superiores a 250 W.kg-1 enquanto que a densidade de energia variou de 10 a 33 W.h.kg-1, dependendo da composição da IPNE. As características eletroquímicas do eletrólito formado pela IPN-LiClO4 (IPNE) foram comparadas aos eletrólitos poliméricos convencionais, tais como poli(difluoreto de vinilideno)-(hexafluorpropileno) ((PVDF-HFP/LiClO4) e poliuretana comercial (Bayer desmopan 385) (PU385/LiClO4). As condutividades na temperatura ambiente foram da ordem de 10-3 S.cm-1. A capacitância da célula utilizando eletrodos de PPy com eletrólito de PVDFHFP foi de 115 F.g-1 (30 mF.cm-2) e 110 F.g-1 (25 mF.cm-2) para a célula com PU385 comparadas a 90 F.g-1 (20 mF.cm-2) para a IPNE. Os capacitores preparados com eletrólito de IPNE apresentaram valores de capacitância inferior aos demais, entretanto provaram ser mais estáveis e mais resistentes aos ciclos de carga/descarga. A interpenetração de duas redes poliméricas, PU e PMMA produziu um eletrólito com boa estabilidade mecânica e elétrica. Um protótipo de supercapacitor de estado sólido foi produzindo utilizando eletrodos impressos de carbono ativado (PCE) e o eletrólito polimérico de IPNE. A técnica de impressão de carbono possui várias vantagens em relação aos outros métodos de manufatura de eletrodos de carbono, pois a área do eletrodo, espessura e composição são variáveis que podem ser controladas experimentalmente. As células apresentaram uma larga janela eletroquímica (4V) e valores da capacitância da ordem de 113 mF.cm-2 (16 F.g-1). Métodos alternativos de preparação do PCE investigados incluem o uso de IPNE como polímero de ligação ao carbono ativado, estes eletrodos apresentaram valores de capacitância similares aos produzidos com PVDF. A influência do número de camadas de carbono usadas na produção do PCE também foi alvo de estudo. Em relação ao eletrólito polimérico, o plastificante e o sal de lítio foram adicionados durante a síntese, formando a IPNGel. As células apresentaram alta capacitância e boa estabilidade após 4000 ciclos de carga e descarga. As membranas de IPN foram testadas também como reservatório de medicamento em sistemas de transporte transdérmico por iontoforese. Os filmes, mecanicamente estáveis, formaram géis quando inchado em soluções saturadas de lidocaina.HCl, anestésico local, em propileno glicol (PG), poli(etileno glicol) (PEG400) e suas misturas. O grau de inchamento em PG foi de 15% e 35% em PEG400. Agentes químicos de penetração foram utilizados para diminuir a resistência da barreira causada pela pele, dentre eles o próprio PG, a 2-pirrolidinona (E1) e a 1-dodecil-2-pirrolidinona (E2). Os géis foram caracterizados por espectroscopia de impedância eletroquímica e transporte passivo e por iontoforese através de uma membrana artificial (celofane). O sistema IPN/ lidocaina.HCl apresentou uma correlação linear entre medicamento liberado e a corrente aplicada. Os melhores resultados de transporte de medicamento foram obtidos utilizando o PG como solvente.