Estudo da influência das condições de síntese na morfologia das partículas em látex P(S-HEMA)

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: SILVA, Sidicleia Bezerra Costa
• Orientador(a): GALEMBECK, André
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Quimica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Química inorgânica; Látices; Nanocompósito
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/33376

As partículas de poli(estireno-co-2-hidróxi-etil-metacrilato) (P(S-HEMA) são particularmente atraentes devido as estruturas heterogêneas, resultantes da separação de fases poliméricas no decorrer da polimerização. Enquanto o mecanismo geral para a formação destas partículas é bem aceito, não existem relatos na literatura sobre os aspectos quantitativos da morfogênese de partículas, tais como as quantidades molares de monômero, distribuições de peso molar e como estas são alteradas em função do tempo. Estas partículas podem ser aplicadas em materiais biomédicos, revestimentos funcionais e cristais fotônicos. O objetivo deste trabalho consiste em estudar o processo de copolimerização de partículas de látex de poli(estireno-co-2-hidróxietil- metacrilato) P(S-HEMA), avaliando como a forma destas partículas é alterada no decorrer de sua síntese pela incorporação de complexos de coordenação de európio [Eu(btfa)₃·(H₂O)₂] e [Eu(btfa)₃·fen]. Os látices foram obtidos pelo processo de polimerização e emulsão. Em uma primeira etapa, as partículas de P(S-HEMA) foram sintetizadas por polimerização em emulsão, isenta de surfactante, com uma relação molar de 90:10 de S:HEMA. O tamanho e a morfologia das partículas foram avaliados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e pela técnica de Dispersão Dinâmico de Luz (DLS), os quais apresentaram os diâmetros entre 186,7-809,5 nm. Os pesos moleculares médios dos copolímeros foram determinados por Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), variando entre 1.34 χ 10³ - 1.99 χ 10⁹ g.mol⁻¹ e as composições das partículas em diferentes tempos foram calculadas por Ressonância Magnética Nuclear (RMN¹H). As condições de síntese estudadas foram: velocidade de agitação, quantidade do iniciador, quantidade do complexo e de hidróxido de amônio (NH₄OH), com o objetivo de avaliar a influência destes fatores na morfologia das partículas. Em uma etapa seguinte, realizou-se em colaboração a preparação de nanocompósitos luminescentes formados por nanolátex de P(SHEMA) e nanotubos de carbono; e em outro etapa, foram sintetizadas partículas de poliestireno com grupos funcionais ( OH, COOH e N(CH₃)₂) na superfície das partículas de láteces, além da incorporação de corantes orgânicos, tais como a Rodamina 640 e a Cumarina-6. Dentre os ensaios realizados na primeira etapa, o que apresentou melhor resultado gerou partículas de 809,54_75,31 nm com morfologia anômala, onde foram utilizadas as seguintes condições: temperatura 70 _C, fluxo de N₂ 1,0 L_min⁻¹, velocidade de agitação 480 rpm, ausência de amônia, quantidade de complexo 21,8 mg e quantidade de catalisador de 56,3 mg. Constatou-se que durante a copolimerização, a incorporação dos complexos de coordenação de íons lantanídeos influencia tanto na distribuição de tamanho quanto na morfologia das partículas P(SHEMA). Quando o complexo [Eu(btfa)₃·(H₂O)₂] é incorporado nas partículas de P(S-HEMA) observa-se uma morfologia anômala (conhecida como hemácia), além de boa intensidade de luminescência. No entanto, a incorporação de [Eu(btfa)3·(fen)] não altera a morfologia da partícula P(S-HEMA). Foram também sintetizadas os nanolátex P(S-HEMA) incorporado com [Eu(btfa)₃·(H₂O)₂], os quais apresentaram um diâmetro de 67,0_5,2 nm com boa intensidade de luminescência. O nanocompósito luminescente formado por nanolátex de P(S-HEMA) e nanotubos de carbono apresentou um aumento da eficiência quântica em 112% em relação ao complexo puro e 39;1% em relação a P(S-HEMA)-Eu. Foram também sintetizadas micropartículas de poliestireno (PS) (d = 2;88_0;11mm, dispersão de 3;8%) funcionalizadas com os grupos ( OH, COOH e N(CH₃)₂) apresentaram uma dispersão de diâmetro de 3;8%, 8;0% e 6;9%, respectivamente. As micropartículas incorporadas com corantes orgânicos apresentaram emissão característica da Cumarina-6 e da Rodamina 640.