Síntese e caracterização de copolímeros à base de metacrilato de metila e divinilbenzeno com propriedades magnéticas

Abstract

Resumo: Neste trabalho, foram sintetizados materiais binários baseados em copolímeros de metacrilato de metila reticulados com divinilbenzeno contendo partículas de ferro com propriedades magnéticas pela técnica de polimerização em suspensão. Foram estudados os efeitos da concentração de ferro adicionado na polimerização, da razão molar MMA/DVB, do tipo de agente de suspensão e da velocidade de agitação na formação do copolímero. Os copolímeros foram caracterizados quanto à morfologia, à estabilidade térmica, ao teor de ferro incorporado, à distribuição de tamanho de partículas, às propriedades magnéticas, à área superficial, ao volume e ao tamanho de poros. Foram obtidas microesferas poliméricas com propriedades magnéticas que apresentaram bom controle morfológico esférico e partículas de ferro aglomeradas por toda a superfície da microesfera. As análises de propriedades magnéticas mostraram que os materiais obtidos não apresentaram ciclos de histerese, estando assim próximos de um material com propriedades superparamagnéticas, com magnetização de saturação entre 8,0 e 13,0 emu.g -1 . Palavras-chave: Copolímero de metacrilato de metila e divinilbenzeno, propriedades magnéticas, ferro. Synthesis and Characterization of Copolymers Based on Methyl Methacrylate and Divinylbenzene with Magnetic PropertiesAbstract: In this work, copolymers based on methyl methacrylate and divinylbenzene containing iron with magnetic properties were produced using the suspension polymerization method. An investigation was performed of the effect from the concentration of iron added to the polymerization, the MMA/DVB molar ratio in the copolymer formation, type of suspension agent and stirring speed on the synthesis of the copolymers. The copolymers morphology, thermal stability, contents of embedded iron, particle size distribution, magnetic properties, surface area, volume and pore size were evaluated. Polymeric microspheres with magnetic properties were successfully obtained. These materials showed good control of the spherical shape and agglomeration of iron particles under the surface of the microsphere. The analysis of magnetic properties pointed to materials with no hysteresis loops, thus being close to a material with superparamagnetic properties with saturation magnetization between 8.0 and 13.0 emu.g -1 . Keywords: Copolymer of methyl methacrylate and divinylbenzene, magnetic properties, iron. IntroduçãoEsferas de polímeros magnéticas são compostas por nano ou micropartículas magnéticas incorporadas em uma matriz polimérica. O tamanho das esferas pode variar de centenas de nanômetros a alguns milímetros. De acordo com o método de preparo, diferentes tipos de esferas podem ser obtidas. Em um tipo as partículas magnéticas são homogeneamente distribuídas no volume da matriz polimérica. Em outros, são formadas estruturas do tipo casca e núcleo (polímero -núcleo e material magnético -casca) ou (material magnético -núcleo e polímero -casca). As propriedades magnéticas das esferas poliméricas são determinadas pelas partículas magnét...

Microesferas magnéticas à base de poli(metacrilato de metila-co-divinilbenzeno) obtidas por polimerização em suspensão

“…Estes materiais não apresentaram ciclos de histerese, fenômeno que causa o atraso entre a densidade de fluxo magnético (B) e o campo magnético (H), indicando também o comportamento superparamagnético. A literatura apresenta valores de magnetização de saturação para microesferas poliméricas magnéticas na faixa de 1,9-17,0 emu/g [1,2,3,6] . Lee et al [20] obtiveram magnetizações de saturação na faixa de 1,2 e 4,0 emu/g que, segundo os autores esses resultados seriam adequados para a utilização destes materiais como resinas de troca iônica com propriedades magnéticas.…”

“…O uso da técnica de semissuspensão na síntese de microesferas poliméricas magnéticas também tem sido descrito na literatura [3][4][5] . Esta técnica permite que curvas de distribuição de tamanho de partículas mais estreitas sejam obtidas.…”

“…Inicialmente é feita uma polimerização em massa e quando a conversão alcança um determinado valor (por exemplo, 25-30%), a mistura reacional altamente viscosa é transferida para um reator que contém água e estabilizante, onde a polimerização prossegue até que se alcance a conversão desejada [4] . Em nosso grupo de estudo, Costa et al [3] e Souza et al [6] também sintetizaram copolímeros magnéticos à base de MMA via polimerização em semissuspensão e suspensão. Em ambos os trabalhos foram utilizados BPO, gelatina como agente de suspensão e como material magnético ferro recoberto com 5-10% de óxido de ferro (Carbonyl Iron Powder OX -Basf).…”

Microesferas Poliméricas Magnéticas à Base de Estireno e Divinilbenzeno com Morfologia Casca e Núcleo

“…Além disso, pode-se observar que ambas as curvas não apresentaram ciclo de histerese, fenômeno que causa o atraso entre a densidade de fluxo magnético e o campo magnético [13][14] . Figura 3.…”

Preparação e caracterização de microesferas poliméricas magnéticas à base de estireno, divinilbenzeno e acetato de vinila

“…Pelo e P3 = 21%) demonstrando que a semissuspensão também influenciou na incorporação do ferro dos terpolímeros. Resultado semelhante foi encontrado por Costa (2010) [16] em seus estudos com esferas poliméricas magnéticas à base de metacrilato de metila e divinilbenzeno. Com base nestes resultados, o procedimento da pré-polimerização foi adotado nas demais polimerizações.…”