Nos últimos anos, a irradiação por micro-ondas tem sido cada vez mais usada na síntese de varias moléculas orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Até o momento, existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas e menos ainda sobre a modificação de polímeros usando essa nova fonte de energia. Polímeros heterocíclicos contendo anéis azóicos, como o tetrazol possuem interesse acadêmico e comercial devido as suas várias aplicações. Nesta Dissertação foi estuda a modificação química da poliacrilonitrila pela incorporação em sua cadeia polimérica de 10% de grupos tetrazol empregando-se a irradiação de micro-ondas e o método convencional (térmico). Foram utilizados um forno de micro-ondas doméstico e um reator de micro-ondas monomodo nas reações assistidas por micro-ondas. As reações em reator foram realizadas em vaso aberto, em solução (DMF) ou em massa, sendo variado o tempo e a temperatura reacional, bem como a potência do equipamento. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de grupos tetrazol incorporados na PAN foram determinados por titulometria de neutralização. A poliacrilonitrila foi modificada quimicamente com sucesso tanto no forno doméstico quanto no reator de micro-ondas, como foi verificado pela sua análise de FTIR. Pela determinação do grau de incorporação de grupos tetrazol nos polímeros concluiu-se que, para a reação em solução, nas temperaturas mais elevas, bem como em uma potência maior, o teor de heterocíclico incorporado no polímero está muito próximo do valor obtido pelo método convencional. Já as reações conduzidas em massa apresentaram graus de incorporação inferiores as das feitas em solução. / In recent years, microwave irradiation has been increasingly used in the synthesis of various organic molecules, due to a number of advantages that this technology presents. To date, few studies on polymerization assisted by microwave and even less about the modification of polymers using this new source of energy. Polymers containing heterocyclic ring azoles such as tetrazole have academic and commercial interest due to their various applications. This thesis has been studying the chemical modification of polyacrylonitrile by its incorporation into the polymer chain, 10% of tetrazole groups employing the irradiation of microwave and conventional method (thermal). We used a domestic microwave oven and a reactor monomode microwave to assisted reactions in the microwave. The reactions were performed in reactor open cup in solution (DMF) or in bulk, and varied the reaction time and temperature, and power equipment. The copolymers were characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and the concentrations of tetrazole groups incorporated into the PAN were determined by neutralization titration. The polyacrylonitrile was chemically modified with success both at home and in the oven microwave reactor, as verified by his analysis of FTIR. By determining the degree of incorporation of tetrazole groups in the polymers it was concluded that, for the reaction in solution at higher temperatures, as well as a higher power, the content of heterocyclic incorporated into the polymer is very close to the value obtained by the conventional method. The reactions were conducted in mass lower degree of incorporation of the solution made.

Polímeros heterocíclicos são macromoléculas de elevado desempenho que incluem uma grande variedade de materiais, desde simples polímeros lineares preparados a partir de monômeros do tipo heterocíclicos vinílicos, até polímeros funcionalizados e reticulados. Neste trabalho realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos 2-vinil-2-oxazolina em diferentes teores (10% e 20%). Os copolímeros de acrilonitrila e 2-vinil-2-oxazolina obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e o seu comportamento térmico analisado por calorimetria diferencial de varredura e análise termogravimétrica. Os copolímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono em solução aquosa de HCl 10%, alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição superior a 75%, com diferença estatisticamente significativa (P < 0,05, ANOVA) para a poliacrilonitrila não modificada. / Heterocyclic polymers are high-performance macromolecules that include a variety of materials, from simple linear polymers which are prepared from heterocyclic monomers like vinyl, to functionalized polymers or lattices. In this work polyacrylonitrile was chemically modified with incorporation of 2-vinyl-2-oxazoline groups at different contents (10% and 20%). Copolymers of acrylonitrile and 2-vinyl-2-oxazoline were characterized by spectroscopy in the infrared region, differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis. The synthesized heterocyclic copolymers were evaluated as corrosion inhibitor on carbon steel against aqueous solution of HCl 10%, and in some cases inhibition efficiencies more than 75% were determined, with statistically significant difference (P < 0.05, ANOVA) to the unmodified polyacrylonitrile.

A corrosão é um processo resultante da ação do meio sobre um determinado material, causando sua deterioração. Em geral, essa deterioração causa prejuízos incalculáveis, fazendo com que o material se torne inadequado ao uso. Os heterocíclicos apresentam inúmeras aplicações tecnológicas e em alguns casos médico-farmacológicas. Mais recentemente, esses compostos têm sido utilizados como eficientes inibidores de corrosão para a proteção de metais em meio ácido ou salino. Nesta Dissertação realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos tetrazol em diferentes teores (8%, 15%, 30% e 30%). Os copolímeros de acrilonitrila e 5-vinil-tetrazol obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e foram quantificados os respectivos teores de incorporação por meio de titulação ácido-base e análise elementar. A poliacrilonitrila e os copolímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono, alumínio e latão em solução aquosa de HCl 2 mol/L e HNO3 2 mol/L, alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição superior a 75%, com diferença estatisticamente significativa (P < 0,05, ANOVA) para a poliacrilonitrila não modificada / Corrosion is a process resulting from the action of environment on a given material, causing its deterioration. In general, these deteriorations cause incalculable damage, making the material unsuitable for use. The heterocycles have numerous technological applications and in some cases medical and pharmacological. More recently, these compounds have been used as efficient corrosion inhibitors to protect metals in acidic or saline environments. This Dissertation was conducted on the chemical modification of polyacrylonitrile with the incorporation of tetrazole at different contents (8%, 15%, 30% and 30%). Copolymers of acrylonitrile and 5-vinyl-tetrazole were characterized by infrared spectroscopy and were quantified the respective contents of incorporation by acid-base titration and elemental analysis. The polyacrylonitrile and heterocyclic copolymers were evaluated as corrosion inhibitors for carbon steel, aluminum and brass in aqueous 2 mol/L HCl and 2 mol/L HNO3, resulting in some cases, an efficiency of greater than 75% inhibition, which was statistically significant (P<0.05, ANOVA) for the unmodified polyacrylonitrile

Polímeros heterocíclicos são macromoléculas de elevado desempenho que incluem uma grande variedade de materiais, desde simples polímeros lineares preparados a partir de monômeros do tipo heterocíclicos vinílicos, até polímeros funcionalizados e reticulados. Neste trabalho realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos 2-vinil-2-oxazolina em diferentes teores (10% e 20%). Os copolímeros de acrilonitrila e 2-vinil-2-oxazolina obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e o seu comportamento térmico analisado por calorimetria diferencial de varredura e análise termogravimétrica. Os copolímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono em solução aquosa de HCl 10%, alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição superior a 75%, com diferença estatisticamente significativa (P < 0,05, ANOVA) para a poliacrilonitrila não modificada. / Heterocyclic polymers are high-performance macromolecules that include a variety of materials, from simple linear polymers which are prepared from heterocyclic monomers like vinyl, to functionalized polymers or lattices. In this work polyacrylonitrile was chemically modified with incorporation of 2-vinyl-2-oxazoline groups at different contents (10% and 20%). Copolymers of acrylonitrile and 2-vinyl-2-oxazoline were characterized by spectroscopy in the infrared region, differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis. The synthesized heterocyclic copolymers were evaluated as corrosion inhibitor on carbon steel against aqueous solution of HCl 10%, and in some cases inhibition efficiencies more than 75% were determined, with statistically significant difference (P < 0.05, ANOVA) to the unmodified polyacrylonitrile.

A corrosão é um processo resultante da ação do meio sobre um determinado material, causando sua deterioração. Em geral, essa deterioração causa prejuízos incalculáveis, fazendo com que o material se torne inadequado ao uso. Os heterocíclicos apresentam inúmeras aplicações tecnológicas e em alguns casos médico-farmacológicas. Mais recentemente, esses compostos têm sido utilizados como eficientes inibidores de corrosão para a proteção de metais em meio ácido ou salino. Nesta Dissertação realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos tetrazol em diferentes teores (8%, 15%, 30% e 30%). Os copolímeros de acrilonitrila e 5-vinil-tetrazol obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e foram quantificados os respectivos teores de incorporação por meio de titulação ácido-base e análise elementar. A poliacrilonitrila e os copolímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono, alumínio e latão em solução aquosa de HCl 2 mol/L e HNO3 2 mol/L, alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição superior a 75%, com diferença estatisticamente significativa (P < 0,05, ANOVA) para a poliacrilonitrila não modificada / Corrosion is a process resulting from the action of environment on a given material, causing its deterioration. In general, these deteriorations cause incalculable damage, making the material unsuitable for use. The heterocycles have numerous technological applications and in some cases medical and pharmacological. More recently, these compounds have been used as efficient corrosion inhibitors to protect metals in acidic or saline environments. This Dissertation was conducted on the chemical modification of polyacrylonitrile with the incorporation of tetrazole at different contents (8%, 15%, 30% and 30%). Copolymers of acrylonitrile and 5-vinyl-tetrazole were characterized by infrared spectroscopy and were quantified the respective contents of incorporation by acid-base titration and elemental analysis. The polyacrylonitrile and heterocyclic copolymers were evaluated as corrosion inhibitors for carbon steel, aluminum and brass in aqueous 2 mol/L HCl and 2 mol/L HNO3, resulting in some cases, an efficiency of greater than 75% inhibition, which was statistically significant (P<0.05, ANOVA) for the unmodified polyacrylonitrile

Nos últimos anos, a irradiação por micro-ondas tem sido cada vez mais usada na síntese de varias moléculas orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Até o momento, existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas e menos ainda sobre a modificação de polímeros usando essa nova fonte de energia. Polímeros heterocíclicos contendo anéis azóicos, como o tetrazol possuem interesse acadêmico e comercial devido as suas várias aplicações. Nesta Dissertação foi estuda a modificação química da poliacrilonitrila pela incorporação em sua cadeia polimérica de 10% de grupos tetrazol empregando-se a irradiação de micro-ondas e o método convencional (térmico). Foram utilizados um forno de micro-ondas doméstico e um reator de micro-ondas monomodo nas reações assistidas por micro-ondas. As reações em reator foram realizadas em vaso aberto, em solução (DMF) ou em massa, sendo variado o tempo e a temperatura reacional, bem como a potência do equipamento. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de grupos tetrazol incorporados na PAN foram determinados por titulometria de neutralização. A poliacrilonitrila foi modificada quimicamente com sucesso tanto no forno doméstico quanto no reator de micro-ondas, como foi verificado pela sua análise de FTIR. Pela determinação do grau de incorporação de grupos tetrazol nos polímeros concluiu-se que, para a reação em solução, nas temperaturas mais elevas, bem como em uma potência maior, o teor de heterocíclico incorporado no polímero está muito próximo do valor obtido pelo método convencional. Já as reações conduzidas em massa apresentaram graus de incorporação inferiores as das feitas em solução. / In recent years, microwave irradiation has been increasingly used in the synthesis of various organic molecules, due to a number of advantages that this technology presents. To date, few studies on polymerization assisted by microwave and even less about the modification of polymers using this new source of energy. Polymers containing heterocyclic ring azoles such as tetrazole have academic and commercial interest due to their various applications. This thesis has been studying the chemical modification of polyacrylonitrile by its incorporation into the polymer chain, 10% of tetrazole groups employing the irradiation of microwave and conventional method (thermal). We used a domestic microwave oven and a reactor monomode microwave to assisted reactions in the microwave. The reactions were performed in reactor open cup in solution (DMF) or in bulk, and varied the reaction time and temperature, and power equipment. The copolymers were characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and the concentrations of tetrazole groups incorporated into the PAN were determined by neutralization titration. The polyacrylonitrile was chemically modified with success both at home and in the oven microwave reactor, as verified by his analysis of FTIR. By determining the degree of incorporation of tetrazole groups in the polymers it was concluded that, for the reaction in solution at higher temperatures, as well as a higher power, the content of heterocyclic incorporated into the polymer is very close to the value obtained by the conventional method. The reactions were conducted in mass lower degree of incorporation of the solution made.

<p>To improve the adsorption capacity of polyacrylonitrile (PAN) fibres, hydrophilic amidoxime fibres were prepared by subsequent conversion of the cyano groups to an amidoxime group by reacting with hydroxylamine at 80&deg / C at an optimum amidoximation time of 2 hrs. The amidoxime fibre was hydrolyzed/alkali treated in a solution of sodium hydroxide to enhance or improve the adsorption properties. This was followed by characterization of the amidoxime and hydrolyzed fibres using Scanning electron microscopy (SEM) / Fourier transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and exchange capacity (cationic and anionic). SEM showed that the hydrolysis process made the surface of Amidoxime fibre rougher than that of Polyacrylonitrile fibre. FTIR revealed that the hydrolyzed Amidoxime fibres contained conjugated imine (-C=N-) sequences. Functionalization enhanced the sorption of amidoxime fibres by an increase of 20 % in the cationic exchange capacity. This was achieved by the part conversion of the cyano groups into the carboxylic acid groups. The fibres showed faster kinetics largely due the available exchange sites on the surface of the fibres hence the equilibration was achieved much quicker.</p>

<p>To improve the adsorption capacity of polyacrylonitrile (PAN) fibres, hydrophilic amidoxime fibres were prepared by subsequent conversion of the cyano groups to an amidoxime group by reacting with hydroxylamine at 80&deg / C at an optimum amidoximation time of 2 hrs. The amidoxime fibre was hydrolyzed/alkali treated in a solution of sodium hydroxide to enhance or improve the adsorption properties. This was followed by characterization of the amidoxime and hydrolyzed fibres using Scanning electron microscopy (SEM) / Fourier transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and exchange capacity (cationic and anionic). SEM showed that the hydrolysis process made the surface of Amidoxime fibre rougher than that of Polyacrylonitrile fibre. FTIR revealed that the hydrolyzed Amidoxime fibres contained conjugated imine (-C=N-) sequences. Functionalization enhanced the sorption of amidoxime fibres by an increase of 20 % in the cationic exchange capacity. This was achieved by the part conversion of the cyano groups into the carboxylic acid groups. The fibres showed faster kinetics largely due the available exchange sites on the surface of the fibres hence the equilibration was achieved much quicker.</p>

Magister Scientiae - MSc / To improve the adsorption capacity of polyacrylonitrile (PAN) fibres, hydrophilic amidoxime fibres were prepared by subsequent conversion of the cyano groups to an amidoxime group by reacting with hydroxylamine at 80°C at an optimum amidoximation time of 2 hrs. The amidoxime fibre was hydrolyzed/alkali treated in a solution of sodium hydroxide to enhance or improve the adsorption properties. This was followed by characterization of the amidoxime and hydrolyzed fibres using Scanning electron microscopy (SEM); Fourier transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and exchange capacity (cationic and anionic). SEM showed that the hydrolysis process made the surface of Amidoxime fibre rougher than that of Polyacrylonitrile fibre. FTIR revealed that the hydrolyzed Amidoxime fibres contained conjugated imine (-C=N-) sequences. Functionalization enhanced the sorption of amidoxime fibres by an increase of 20 % in the cationic exchange capacity. This was achieved by the part conversion of the cyano groups into the carboxylic acid groups. The fibres showed faster kinetics largely due the available exchange sites on the surface of the fibres hence the equilibration was achieved much quicker. / South Africa