Considerações ambientais têm aumentado a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas poliméricos aquosos para diversos tipos de aplicações, principalmente como revestimentos. Nesta dissertação, foram sintetizadas formulações não-poluentes à base de poliuretanos dispersos em água (PUDs), com 40% de teor de sólidos, na ausência de solventes orgânicos. Os monômeros empregados foram copolímeros em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 25% de segmento hidrofílico EG, poli (glicol propilênico) (PPG), ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Foram variadas as razões entre o número de equivalente-grama de grupamentos isocianato e hidroxila (NCO/OH) e a proporção em equivalente-grama de PPG e dos copolímeros em bloco (EG-b-PG). Foi observado que a incorporação de altas quantidades de copolímero dificultou a síntese dos poliuretanos dispersos em água, levando à formação de géis. O tamanho médio de partícula e a viscosidade das dispersões foram determinados. Os filmes vazados a partir dessas dispersões foram avaliados quanto à capacidade de absorção de água, resistência mecânica, termogravimetria (TG), e caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). As dispersões poliuretânicas produzidas se mostraram satisfatórias quando aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidro / Environmental considerations are increasing the research and development of waterborne polymeric systems for many different applications, particularly as coatings. In this dissertation, non-polluting formulations based on waterborne polyurethanes (WPU), with 40% solids content, were synthesized in the absence of organic solvents. The monomers (polyols) employed were block copolymers of ethylene glycol and propylene glycol (EG-b-PG), with 25% of EG hydrophilic segments, poly(propylene glycol) (PPG), dimethylolpropionic acid (DMPA), isophorone diisocyanate (IPDI) and hydrazine (HYD), as chain extender. The ratio between the number of equivalent-grams of isocyanate and hydroxyl groups (NCO/OH) and the ratio between the equivalent-grams of PPG and (EG-b-PG) were varied. It was observed that the incorporation of high quantities of the copolymer resulted in gels instead of dispersions. The average particle size and the viscosity of the resins were determined. Thermal and mechanical resistances and water absorption of cast films produced from the dispersions were evaluated. The chemical structure of the chains was characterized by infrared spectroscopy (FTIR). The waterborne polyurethanes showed to be suitable as coatings for wood, metals and glass

Considerações ambientais têm aumentado a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas poliméricos aquosos para diversos tipos de aplicações, principalmente como revestimentos. Nesta dissertação, foram sintetizadas formulações não-poluentes à base de poliuretanos dispersos em água (PUDs), com 40% de teor de sólidos, na ausência de solventes orgânicos. Os monômeros empregados foram copolímeros em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 25% de segmento hidrofílico EG, poli (glicol propilênico) (PPG), ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Foram variadas as razões entre o número de equivalente-grama de grupamentos isocianato e hidroxila (NCO/OH) e a proporção em equivalente-grama de PPG e dos copolímeros em bloco (EG-b-PG). Foi observado que a incorporação de altas quantidades de copolímero dificultou a síntese dos poliuretanos dispersos em água, levando à formação de géis. O tamanho médio de partícula e a viscosidade das dispersões foram determinados. Os filmes vazados a partir dessas dispersões foram avaliados quanto à capacidade de absorção de água, resistência mecânica, termogravimetria (TG), e caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). As dispersões poliuretânicas produzidas se mostraram satisfatórias quando aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidro / Environmental considerations are increasing the research and development of waterborne polymeric systems for many different applications, particularly as coatings. In this dissertation, non-polluting formulations based on waterborne polyurethanes (WPU), with 40% solids content, were synthesized in the absence of organic solvents. The monomers (polyols) employed were block copolymers of ethylene glycol and propylene glycol (EG-b-PG), with 25% of EG hydrophilic segments, poly(propylene glycol) (PPG), dimethylolpropionic acid (DMPA), isophorone diisocyanate (IPDI) and hydrazine (HYD), as chain extender. The ratio between the number of equivalent-grams of isocyanate and hydroxyl groups (NCO/OH) and the ratio between the equivalent-grams of PPG and (EG-b-PG) were varied. It was observed that the incorporation of high quantities of the copolymer resulted in gels instead of dispersions. The average particle size and the viscosity of the resins were determined. Thermal and mechanical resistances and water absorption of cast films produced from the dispersions were evaluated. The chemical structure of the chains was characterized by infrared spectroscopy (FTIR). The waterborne polyurethanes showed to be suitable as coatings for wood, metals and glass

A viscosimetria é um procedimento experimental simples e pouco oneroso, que pode fornecer informações valiosas sobre o volume hidrodinâmico e a conformação de macromoléculas em solução, num determinado solvente, em uma dada temperatura. Os parâmetros viscosimétricos podem ser matematicamente calculados por extrapolação gráfica, cuja execução experimental é mais demorada. Em contrapartida, é possível que a determinação seja feita por um único ponto. Neste trabalho, os dois métodos de cálculo, empregando uma série de seis equações: Huggins, Kraemer e Schulz-Blaschke, por extrapolação gráfica, e Schulz-Blaschke, Solomon-Ciuta e Deb-Chanterjee por um único ponto, foram utilizados em soluções de poli(glicol propilênico) (PPG) e copolímeros em bloco à base de poli(glicol propilênico) e poli(glicol etilênico) (EG-b-PG), com diferentes teores de poli(glicol etilênico), tendo isopropanol, tetra-hidrofurano (THF) e tolueno como solventes puros, além das misturas em proporções iguais de THF/ isopropanol e THF/ tolueno, a 25C. Os valores de viscosidade intrínseca e de algumas constantes indicaram que os solventes puros e as misturas se apresentaram no limite entre o bom e o mau solvente. Verificou-se também que o método de cálculo por um único ponto foi válido, especialmente quando a equação de Schulz-Blaschke foi empregada, apresentando um baixo percentual de erro sendo possível assim reduzir o tempo de análise para a maioria dos sistemas estudados / The viscosimetry is a simple and inexpensive polymer characterization method that provides valuable information about the hydrodynamic volume and conformation of macromolecules in solution, in a solvent, at a given temperature. The viscosimetric parameters can be mathematically calculated by graphic extrapolation. Nevertheless, these experimental tests demands a lot of time. However, it is possible to achieve results by a single point determination. In this work, the two calculation methods, employing a series of six equations: Huggins, Kraemer and Schulz-Blaschke, by graphic extrapolation; and Schulz-Blaschke, Solomon-Ciuta and Deb-Chanterjee, by a single point determination, were performed in solutions of poly(propylene glycol) (PPG) and block copolymers based on poly(glycol ethylene) and poly(glycol propylene) (EG-b-PG) with different poly (glycol ethylene) segments content. Isopropanol, tetrahydrofuran (THF) and toluene were employed as solvents. Mixtures of equal proportions of THF/ isopropanol and THF/ toluene were utilized as well. The viscosimetric determinations were performed at 25 0,1 C. The values of intrinsic viscosity and of some constants indicated that the pure solvents and the mixtures were in the limit between good and bad solvent. It was also observed that the method of calculation by a single point was valid, specially when Schulz-Blaschke equation was used, showing a low error percentage for most systems studied, reducing the time of analysis

A viscosimetria é um procedimento experimental simples e pouco oneroso, que pode fornecer informações valiosas sobre o volume hidrodinâmico e a conformação de macromoléculas em solução, num determinado solvente, em uma dada temperatura. Os parâmetros viscosimétricos podem ser matematicamente calculados por extrapolação gráfica, cuja execução experimental é mais demorada. Em contrapartida, é possível que a determinação seja feita por um único ponto. Neste trabalho, os dois métodos de cálculo, empregando uma série de seis equações: Huggins, Kraemer e Schulz-Blaschke, por extrapolação gráfica, e Schulz-Blaschke, Solomon-Ciuta e Deb-Chanterjee por um único ponto, foram utilizados em soluções de poli(glicol propilênico) (PPG) e copolímeros em bloco à base de poli(glicol propilênico) e poli(glicol etilênico) (EG-b-PG), com diferentes teores de poli(glicol etilênico), tendo isopropanol, tetra-hidrofurano (THF) e tolueno como solventes puros, além das misturas em proporções iguais de THF/ isopropanol e THF/ tolueno, a 25C. Os valores de viscosidade intrínseca e de algumas constantes indicaram que os solventes puros e as misturas se apresentaram no limite entre o bom e o mau solvente. Verificou-se também que o método de cálculo por um único ponto foi válido, especialmente quando a equação de Schulz-Blaschke foi empregada, apresentando um baixo percentual de erro sendo possível assim reduzir o tempo de análise para a maioria dos sistemas estudados / The viscosimetry is a simple and inexpensive polymer characterization method that provides valuable information about the hydrodynamic volume and conformation of macromolecules in solution, in a solvent, at a given temperature. The viscosimetric parameters can be mathematically calculated by graphic extrapolation. Nevertheless, these experimental tests demands a lot of time. However, it is possible to achieve results by a single point determination. In this work, the two calculation methods, employing a series of six equations: Huggins, Kraemer and Schulz-Blaschke, by graphic extrapolation; and Schulz-Blaschke, Solomon-Ciuta and Deb-Chanterjee, by a single point determination, were performed in solutions of poly(propylene glycol) (PPG) and block copolymers based on poly(glycol ethylene) and poly(glycol propylene) (EG-b-PG) with different poly (glycol ethylene) segments content. Isopropanol, tetrahydrofuran (THF) and toluene were employed as solvents. Mixtures of equal proportions of THF/ isopropanol and THF/ toluene were utilized as well. The viscosimetric determinations were performed at 25 0,1 C. The values of intrinsic viscosity and of some constants indicated that the pure solvents and the mixtures were in the limit between good and bad solvent. It was also observed that the method of calculation by a single point was valid, specially when Schulz-Blaschke equation was used, showing a low error percentage for most systems studied, reducing the time of analysis