Materiais híbridos formados pelo ânion ditiocarbimato [C7H7SO2NCS2]2- . 2 H2O e hidroxissais lamelares de zinco: síntese, caracterização e estudos de vulcanização de borracha natural

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: FERREIRA, Eline Barbosa
• Orientador(a): LISBOA, Fábio da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Multicêntrico em Química de Minas Gerais
• Departamento: IRN - Instituto de Recursos Naturais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hidroxissais de zinco; Ditiocarbimato; Intercalação; Funcionalização; Estabilidade; Vulcanização
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::QUÍMICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3876

O estudo sobre materiais lamelares têm recebido muito destaque nas últimas décadas devido às inúmeras possibilidades de aplicações, dentre as quais estão: preparo de materiais adsorventes, catalisadores, dispositivos para liberação de fármacos e sensores. Neste contexto, destacam-se os materiais híbridos inorgânico-orgânico, que podem ser formados a partir da interação entre matrizes lamelares inorgânicas, com a intercalação de moléculas orgânicas entre as camadas do componente lamelar. Os ditiocarbimatos (DCBI), ânions orgânicos passiveis de serem intercalados em matrizes lamelares, são conhecidos na literatura por suas propriedades fungicidas, bactericidas e pela sua capacidade de formar complexos metálicos, os quais apresentam atividades como aceleradores da vulcanização da borracha. Vale ressaltar que até o momento não são encontrados relatos na literatura de hidroxissais de zinco (hidroxinitrato ou hidroxiacetato) intercalados e/ou funcionalizados com o ânion ditiocarbimato. O objetivo deste trabalho foi a síntese, caracterização, avaliação da estabilidade em meio aquoso destes compostos híbridos inéditos e testes deles como aceleradores da vulcanização de borracha. Os compostos obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRXP), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta-visível (UV-Vis) e microscopia eletrônica de varredura e energia dispersiva de raios X (MEV/EDS). Todos os compostos sintetizados foram testados como aceleradores no processo de vulcanização da borracha. Os resultados de DRXP indicaram que os hidroxissais, obtidos sem a presença do ânion ditiocarbimato, apresentaram boa cristalinidade e, após serem submetidos a reações de troca-iônica ou terem sido sintetizados via coprecipitação, foram obtidos produtos intercalados e/ou funcionalizados com o ânion orgânico ditiocarbimato, mantendo-se a estrutura básica da matriz lamelar de zinco. Os dados de FTIR sugerem que os ânions acetato interagem com a lamela de forma bidentada, os ânions nitrato encontram-se livres nos espaços interlamelares e os ânions DCBI interagem com as lamelas pela porção CS2. Os estudos cinéticos, realizados a partir de dados obtidos por meio de UV-vis, comprovaram a instabilidade do ânion DCBI em meio básico, porém o ânion se mostrou mais estável do que quando em meio aquoso. O estudo de liberação em meio aquoso feito a partir de suspensões dos compostos híbridos HAcZ-iDCBI, HAcZ-fDCBI e HNZ-iDCBI indicou uma maior estabilidade do ânion devido a sua interação com as matrizes. Além disso, os resultados indicaram a presença de ânion no meio reacional durante o tempo de síntese e corroboram com os dados de DRXP e tamanho do DCBI na análise da integridade do ânion presente nas estruturas intercaladas. As técnicas de MEV/EDS apontam morfologias com formas sem tamanho bem definido e distribuição uniforme dos elementos pela superfície. Os testes dos sólidos como aceleradores no processo de vulcanização da borracha e ensaios mecânicos foram comparados com o acelerador comercial ZDEC, as amostras que mostraram melhores resultados foram HNZ, HNZ-fDCBI e HNZ-iDCBI. Todas as amostras se mostraram ativas como aceleradores, embora mais lentas e com níveis de reticulação inferiores, apresentaram vantagem com relação ao tempo de pré cura e torque mínimo. Os ensaios mecânicos indicaram que as amostras sintetizadas apresentam menor resistência ao rasgamento e maior alongamento a ruptura quando comparadas ao ZDEC.