Estudo de compósitos poliméricos preparados com óleo de linhaça e sílica mesoporosa

Abstract

Os problemas ambientais atingiram proporções indesejadas nas últimas décadas, ocasionando uma conscientização ambiental na busca de alternativas sustentáveis ao meio ambiente. O uso excessivo de polímeros é uma das preocupações, quando se trata de poluição ambiental, pois além de não se degradarem facilmente no meio ambiente, eles são geralmente provenientes de fontes fósseis, ou seja, não renováveis. Nesse sentido, uma interessante alternativa é a utilização de óleos vegetais como monômeros, pois além de constituírem uma fonte renovável, podem originar polímeros biodegradáveis. O objetivo desse trabalho foi preparar e caracterizar materiais poliméricos obtidos a partir do óleo de linhaça reforçados com sílica mesoporosa. Foram preparados, além do polímero sem a adição de carga, compósitos nas proporções de 0,5:100; 1:100; 3:100 e 5:100 carga:óleo (m:m), utilizando sílicagel, sílica mesoporosa (sílica-M) e MCM-41 como cargas de reforço por polimerização térmica e oxidativa. Os materiais poliméricos obtidos foram caracterizados por espectroscopia de emissão e absorção na região UV-vis, espectroscopia Raman, MEV, DRX, análise térmica (TG, DSC e TMA), além de um estudo da cinética de degradação térmica. Os resultados mostraram que as duplas ligações do monômero foram consumidas na cura, formando materiais poliméricos reticulados, que absorvem na região do UV-vis e emitem na região do visível – verde-azul – independentemente do teor de carga utilizado. As imagens por MEV indicaram que a incorporação das cargas à matriz polimérica não ocorreu de forma homogênea, no entanto, houve uma melhora na dispersão das cargas com o aumento da área superficial da carga utilizada. As análises termogravimétricas sugeriram que a adição de carga, de maneira geral, não influenciou a estabilidade térmica do material polimérico, entretanto, pelo estudo cinético, pôde-se observar que os compósitos com sílica-M apresentaram uma melhor estabilidade térmica. Uma melhora considerável nas propriedades mecânicas dos materiais com a adição de carga foi observada pelo aumento no módulo de Young dos compósitos. Todavia, esse aumento do módulo ocasionou uma diminuição na elasticidade do material. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Environmental problems have reached undesired proportions in recent decades, causing an environmental awareness in the search for sustainable alternatives. Excessive use of polymers is one of the concerns when it comes to environmental pollution, because, besides it does not easily degrade in the environment, they are usually from fossil sources, which are not renewable. In this sense, an interesting alternative is the use of vegetable oils as monomers, which are a renewable resource and originates biodegradable polymers. The goal of the present work was to prepare and characterize polymeric materials obtained from flaxseed oil reinforced with mesoporous silica. Besides the polymer without the addition of any filler, composites in the proportions of 0.5:100; 1:100; 3:100 and 5:100 filler:oil (m:m) were prepared, using silica-gel, mesoporous silica and MCM-41 as reinforcement filler by thermal and oxidative polymerization. The polymeric materials were characterized by emission and absorption spectroscopy in the UV-vis region, Raman spectroscopy, SEM, XRD, thermal analysis (TG, DSC and TMA), and a study of kinetic of thermal degradation. The results showed that the double bonds were widely consumed in the curing of materials, leading to reticulated polymers, which absorb in the UV-vis region and emit in the visible region - green-blue - regardless of the content of the filler. The images by SEM indicated that the incorporation of the fillers to the polymeric matrix was not so homogeneous. However, there was an improvement in the dispersal of the filler with the increase in surface area of the used filler. The thermogravimetric analyses suggested that the addition of filler, in general, did not influence the thermal stability of the polymeric material, however, through the kinetic study could be observed that the composite with silica-M had better thermal stability. It was achieved a considerable improvement in the mechanical properties of materials with the addition of filler, measured by the increase in Young's modulus of composites. However, this increase of the module value caused a loss of elasticity of the material.