Síntese de látices poliméricos a base de oleato de metila modificado e estireno via polimerização em meios dispersos

Abstract

Processos de polimerização em emulsão e miniemulsão foram empregados para obtenção de látices de copolímeros de estireno e oleato de metila acrilado (OMA), monômero de derivado do ácido oleico. Reações conduzidas em emulsão exibiram conversões elevadas, levando a formação de polímeros muito estáveis com distribuição de tamanho de partícula estreita, cujo tamanho médio de partícula é mantido inalterado durante um período de armazenamento relativamente elevado. Os estudos experimentais evidenciaram o efeito do OMA sobre diferentes propriedades poliméricas, como por exemplo, as massas molares médias determinadas por cromatografia de permeação em gel mostraram valores dentro da faixa de 280 kg-mol-1 a 39 kg-mol-1 com dispersão de massa molar variando de 4 a 2, quando a fração mássica do OMA no meio de reação foi aumentada até 40 %. A temperatura de transição vítrea (Tg) dos copolímeros foi também significativamente alterada como resultado do OMA incorporado ao copolímero, exibindo uma redução em torno de 42 °C quando comparada a Tg do poliestireno puro. A velocidade de nucleação da polimerização apresentou uma forte dependência com a concentração de OMA, exigindo que a concentração de iniciador fosse aumentada para garantir conversões elevadas. Reações de polimerização em miniemulsão foram realizadas com a finalidade de avaliar a estabilidade da mistura reacional e a capacidade de polimerização do oleato de metila neste sistema. Embora tenha sido observado que elevadas concentrações de OMA possam ser utilizadas em reações apresentando uma conversão máxima em torno de 70 % e partículas poliméricas de tamanho médio na faixa de 150 nm a 180 nm, o látex formado não apresentou boa estabilidade. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Miniemulsion and emulsion polymerization processes have been employed for the synthesis of copolymers based on styrene and acrylated methyl oleate (AMO), a monomer derived from oleic acid. Reactions carried out in emulsion system exhibited high monomers conversions, leading to the formation of very stable polymer lattices, whose average particle size is kept unchanged for relatively high storage times. The experimental studies showed the effect of AMO on different polymer properties, as for instance, the average molar masses determined by gel permeation chromatography presented experimental values within the range from 280 kg-mol-1 to 39 kg-mol-1 with molar-mass dispersity ranging from 4 to 2 when the AMO fraction in the reaction medium was increased to 40 wt.%. The glass transition temperature (Tg) was also significantly affected as a result of the AMO incorporation in the copolymer chains, exhibiting a reduction of around 42 °C when compared to the Tg of pure polystyrene. The nucleation rate presented a strong dependence on the AMO concentration, requiring that the initiator concentration was increased to ensure high conversions. Miniemulsion polymerization reactions performed in order to evaluate the stability of the reaction mixture and the ability to polymerize AMO in this reaction system. Although it has been observed that high concentrations of AOM can be used in reactions presenting a maximum conversion around 70 % and polymer with average particles size in the range from 150 nm to 180 nm, a good stability of the formed latex has not been observed.