Síntese e caracterização de nanocompósitos de poliestireno/hidroxissal lamelar

Abstract

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF POLYSTYRENE/LAYERED HYDROXIDE SALT NANOCOMPOSITES.Polystyrene/layered hydroxide salt (LHS) modified with sodium dodecyl sulfate was synthesized by in situ polymerization. The materials synthesized were characterized by gravimetry, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry analyses (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and the flammability test (FT). XRD demonstrated that synthesized nanocomposites in all compositions studied showed poor global dispersion of LHS in polystyrene. TGA showed a slight decrease in thermal stability. DSC curves showed that the glass transition temperature of polystyrene and nanocomposites were similar. The FT showed that the nanocomposite with low load of LHS exhibited good results.Keywords: polystyrene; nanocomposites; layered hydroxide salt. INTRODUÇÃOOs nanocompósitos são materiais em que pelo menos um de seus componentes apresentam dimensões nanométricas. O interesse pelos nanocompósitos tem crescido acentuadamente, uma vez que estes compostos tendem a apresentar melhores propriedades quando comparados com os compósitos convencionais. A melhora nas propriedades do material ocorre devido ao fato de que as interações na interface entre matriz/reforço tendem a aumentar em escala nanométrica e isto faz com que haja um aumento nas propriedades do material. [1][2][3] Os nanocompósitos podem ser classificados de acordo com sua matriz, sendo nanocompósitos de matriz metálica, nanocompósitos de matriz cerâmica e nanocompósitos de matriz polimérica. 4 Entre os diferentes tipos de nanocompósitos poliméricos, aqueles reforçados com compostos lamelares são particularmente interessantes. Os hidroxissais lamelares (HSLs) são exemplos de compostos lamelares estudados para a síntese de nanocompósitos poliméricos.A estrutura dos HSLs derivam da modificação da estrutura da brucita, constituída pelo hidróxido de magnésio (Mg(OH) 2 ), em que os íons Mg 2+ são substituídos por íons divalentes (Zn 2+ , Cu 2+ , etc.) e uma fração do grupo hidróxido é substituida por moléculas de água e ânions, como o NO 3 -, CO 3 2-, etc. Os HSLs apresentam a seguinte fórmula geral: M 2+ (OH) 2-x (A m-) x/m .nH 2 O, na qual M 2+ é um cátion metálico e A é um ânion (contra íon) com carga m-. 5 Diversos métodos têm sido utilizados para a síntese de nanocompósitos poliméricos, entre esses métodos destacam-se a polimerização intercalativa in situ; intercalação do polímero a partir da solução; mistura direta do polímero e das partículas e processo sol-gel. 4,[6][7][8] Dentre essas técnicas a polimerização intercalativa in situ é muito interessante, pois possibilita uma dispersão mais homogênea do reforço na matriz polimérica. 9,10 Para a síntese do nanocompósito polimérico com o hidroxissal lamelar (HSL) deve ser levada em consideração a natureza hidrofílica do HSL, portanto faz-se necessária uma modificação química no HSL para torná-lo com caráter hidrofóbico e consequentemente apresentar afinidade com o polímero. A modificação ocorre por meio de reação de intercalação com ânions org...

In situ synthesis of polystyrene nanocomposites with layered double hydroxide with an unusual anion arrangement: Morphology and thermal and mechanical properties

“…In the analysis of the neat PS pattern, we observed the existence of two small halos centered at approximately 10 and 20° (2θ); these were due to the amorphous nature of this polymer . In the analysis of the XRD patterns of the synthesized nanocomposites, we observed that, independent of the LDHs used in equal compositions, their patterns were, in general, very similar.…”

“…When compared to other routes, the in situ synthesis presented better control and a more homogeneous distribution of LDHs in the polymer matrix. For nanocomposites synthesized via melt blending, for example, it is notoriously difficult to achieve a homogeneous distribution of nanometer‐scale particles in a highly viscous polymer melt, and the aggregation of the particles cannot be prevented …”

Preparação e avaliação de nanocompósitos de poliestireno - hidróxido duplo lamelar HDL de ZnAl – organofuncionalizado com laurato/palmitato

“…As análises de gotejamento e emissão de fuligem neste ensaio foram identificadas por observação direta destes fenômenos [1,4,17] . O PS puro tem como característica apresentar um gotejamento moderado e a emissão de um grande volume de fuligem.…”

“…A polimerização in situ é particularmente interessante, uma vez que possibilita uma distribuição mais homogênea do reforço inorgânico na matriz orgânica, sendo fundamental para a síntese de materiais de alta qualidade. Em um polímero fundido, por exemplo, a distribuição do reforço não é homogênea devido à viscosidade do meio, sendo que as agregações das partículas nanométricas são difíceis de serem evitadas [16,17] . Assim, com o objetivo de sintetizar novos nanocompósitos e estudar suas características e propriedades, este trabalho realiza a síntese in situ via polimerização em massa de nanocompósito de PS com HDL formado pelos cátions ZnAl modificados com uma mistura, 50% -50%, dos ânions laurato e palmitato (LP).…”

Estudo do polipropileno de alta resistência do fundido (HMSPP) irradiado com carbonato de cálcio/nanopartículas de prata para fins de atividade bactericida

“…em seu estudo preparou compósitos a base de metacrilato de metila (MMA) e argilas montmorilonitas (MMTs) organofílicas e da MMT onde investigou a influência dos sais inorgânicos sulfato de bário, dióxido de zircônio e hidroxiapatita em processo in situ. Os resultados não demonstraram alterações na polimerização, porém os resultados se mostraram promissores com as argilas estudadas MORAES et al (2014),. proporam a síntese e caracterização de nanocompósitos de poliestireno (PS) e hidroxinitrato de zinco modificado com dodecil-sulfato de sódio.…”