Linear and branched poly(butylene adipate) polyesters with number-average molecular weights ranging from 700 to 10 000 g/mol, and degrees of branching ranging from very low to hyperbranched were solution cast with PVC to study the effects of chemical structure, molecular weight, end-group functionality, and chain architecture on plasticizing efficiency and durability. Miscibility was evaluated by the existence of a single glass transition temperature and a shift of the carbonyl group absorption band. Desirable mechanical properties were achieved in flexible PVC films containing 40 weight-% of polyester plasticizer. Methyl-ester-terminated polyesters with a low degree of branching and an intermediate molecular weight enhanced the plasticizing efficiency, as shown by greater elongation, good miscibility, and reduced surface segregation. A solid-phase extraction method was developed to extract the low molecular weight products that migrated from pure poly(butylene adipate) and PVC/ poly(butylene adipate) films during aging in water. The effects of branching, molecular weight, end-group functionality, and polydispersity on plasticizer permanence were evaluated by quantification of low molecular weight hydrolysis products, weight loss, surface segregation, and the preservation of material properties during aging. A more migration-resistant polymeric plasticizer was obtained by combining a low degree of branching, hydrolysis-protecting end-groups, and higher molecular weight of the polyester. Films plasticized with a slightly branched polyester showed the best durability and preservation of material and mechanical properties during aging. A high degree of branching resulted in partial miscibility with PVC, poor mechanical properties, and low migration resistance. The thermal stability of polyester-plasticized films was higher than that of films containing a low molecular weight plasticizer, and the stabilizing effect increased with increasing plasticizer concentration. / QC 20100805

Asymmetric polymeric materials can be formed by either top-down or bottom-up methods. Bottom-up methods involve assembling the atoms and molecules to form small nanostructures by carefully controlled synthesis, which results in a reduction of some of the top-down limitations. In this dissertation, thermal, tribological and antireflective properties of polymeric materials have been enhanced by introducing structural asymmetry. The overall performance of commercial polymeric coatings, e.g. epoxy and polyvinyl chloride, has been improved by conducting the blending methods, specifically, chemical modification (α,ω-dihydroxydimethyl(methyl-vinyl)oligoorganosiloxane), cross-linking (triallyl isocyanurate), and antioxidant (tris(nonylphenyl) phosphite) incorporation. The nonequilibrium polymeric structures (moth-eye and square array) have been developed for the ultrahigh molecular weight block copolymers via the short-term solvent vapor annealing self-assembly. The large domain size of the moth eye structure allows for improvement of the light transmittance particularly in the visible and near infrared ranges, while the square arrangement of the block copolymer opens the possibility of magnetic data storage application by the large magnetic nanoparticles' embedment or masking of the superconductors.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesse trabalho foram realizadas reações de substituição nucleofílica (SN2), utilizando aquecimento térmico convencional e por irradiação de micro-ondas (MO), de alguns átomos cloro em amostras comerciais de poli(cloreto de vinila) (PVC), por grupos nitrila e também por grupos azida. Os grupos nitrila e azida foram substituidos na matriz em diferentes teores (10% e 20%). As reações do PVC com azida foram eficazes, apresentado percentuais de derivatização muito próximos dos valores desejados. Já no estudo com a nitrila não foi obtido o resultado esperado. Os copolímeros PVC azido substituídos foram modificados com propargilato de etila, sob catálise de iodeto de cuproso (CuI), para a obtenção de heterocíclicos do tipo triazólicos. Todos os copolímeros obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de nitrogênio incorporado foram determinados por análise elementar (AE). Através da análise dos dados obtidos, foi comprovado que a utilização da irradiação micro-ondas, quando comparada ao aquecimento convencional, é um processo mais seletivo e diminui, significativamente, os tempos de reação / In this work we had performed nucleophilic substitution reactions (Sn2) of some chlorine atoms in commercial samples of poly (vinyl chloride) (PVC), nitrile groups and also by azide groups, using both conventional thermal heating and microwave irradiation (MW).Nitrile and azide groups were replaced in the matrix at diverse levels (10% and 20%). The reactions of PVC with azide were effective, reaching a percentage derivatization very near to the desired values. In the study with the nitrile although we have not obtained the expected results. The substituted azido copolymers were modified with propargilato acetate, under catalysis of copper iodide (CuI) to obtain triazole heterocyclic type. All copolymers were labeled by infrared spectroscopy (FTIR) and nitrogen contents were determined by corporate elemental analysis (EA). Through analysis of the data obtained, it was verified that the use of microwave irradiation in comparison to conventional heating is a more selective process and reduces significantly reaction times

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Samara Bohn.pdf: 2670870 bytes, checksum: 4b9de8d71921764eee1942da211fad27 (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The poly (vinyl chloride) (PVC) is one of thermoplastic polymers most consumed worldwide, because it has a broad scope and can be used from rigid pipes and profiles up toys and extremely flexible films obtained with the addition of plasticizers. The addition of nanofillers in polymer matrices has aroused the interest of many researchers seeking to improve properties of materiais and reduce the cost of producing them. In this work, the objective was to evaluate the effect of plasticizer in the nanoclays dispersion in the polymer matrix of poly (vinyl chloride) (PVC). Three different plasticizers ware used, one being the family of phthalate (dioctyl phthalate DOP), on the family of adipate (dioctyl adipate DOA) and the third, called by some green plasticizers poly (e-caprolactone) PCL. Furthermore, it was also evaluated the effect of clay pre-dispersion in the plasticizer in the properties of the nanocomposites. The samples were prepared in single screw extruder and characterized by means of scanning electron field effect (SEM FEG) and transmission electron microscopy (TEM), diffraction X-ray (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) tensile and swelling test. The morphology shows a heterogeneous distribution in the matrix, since phase separation, ocorred and clay agglomerates. However it was found that the use of the pre-dispersion can reduce the agglomerates and form small regions interleaving and further reduce the size of the phases, and found that even if different plasticizers would provide different results. By DRX it was found that the inclusion of clay pre-dispersed by sonication on the matrix promotes increased crytallinity of 75% compared with the sample without DOP clay, other samples had smaller increases. In differential scanning calorimetry it was observed over a Tg heterogeneity in the plasticization of PVC. In tensile teste it was found that inclusion of clay plasticized PVC promoted 5% and 10% in Young s modulus for PVC/DOP samples with sonification and PVC/PCL respectively with magnetic stirring. While the samples decreased with DOA Young s modulus within 19%, and the samples were also had smaller reduction in the migration of the plasticizer during the swelling test. According to the results found was that the clay pre-dispersion in theplasticizer may facilitate intercalation of the some but dosen t eliminate large amounts of agglomerates in the nanocomposity which can have great influence on the properties mechanical, thermal and migration, and the type of palsticizer has a remarkable effect on the nanocomposite. / O poli (cloreto de vinila) (PVC) é um dos polímeros termoplásticos mais consumidos mundialmente, pois o mesmo tem um vasto campo de aplicação podendo ser utilizado desde tubos e perfis rígidos até brinquedos e filmes extremamente flexíveis obtidos com a adição de plastificantes. A adição de nanocargas em matrizes poliméricas tem despertado interesse de muitos pesquisadores, que buscam melhorar propriedades dos materiais e reduzir o custo de produção dos mesmos. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar o efeito do plastificante na dispersão de nanoargilas em matriz polimérica de poli (cloreto de vinila) (PVC). Foram utilizados três diferentes plastificantes, sendo um deles da família dos ftalatos (dioctil ftalato - DOP), um da família dos adipatos (dioctil adipato - DOA) e o terceiro, chamado por alguns de plastificante verde poli (ε-caprolactona) PCL. Além disso, também foi avaliado o efeito da pré-dispersão da argila nos plastificantes nas propriedades dos nanocompósitos. As amostras foram preparadas em extrusora monorosca e caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura de efeito de campo (MEV-FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios-X (DRX), calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaios de tração e ensaio de intumescimento. A morfologia apresentou uma distribuição heterogênea na matriz, pois ocorreu separação de fase e aglomerados de argila. No entanto, verificou-se que a utilização da pré dispersão pode reduzir os aglomerados e formar pequenas regiões de intercalação, e ainda reduzir o tamanho das fases, e ainda constatou-se que diferentes plastificantes promovem resultados diferentes. Por meio de DRX constatou-se que a inserção de argila pré-dispersa por sonicação na matriz promove aumento de 75% na cristalinidade em relação a amostra com DOP sem argila, as demais amostras tiveram aumento menores. Na calorimetria exploratória diferencial foi observado mais de uma Tg indicando heterogeneidade na plastificação do PVC. Nos ensaios de tração foi verificado que a inserção de argila no PVC plastificado promoveu aumentos de 5% e 10% no módulo de Young para as amostras PVC/DOP com sonicação e PVC/PCL com agitação magnética, respectivamente. Enquanto que as amostras com DOA apresentaram redução do módulo de Young em até 19%, e também foram as amostras que tiveram a menor redução na migração do plastificante durante os ensaios de intumescimento. De acordo com os resultados foi verificado que a pré-dispersão da argila no plastificante pode facilitar a intercalação da mesma, mas não elimina a grande quantidade de aglomerados nos nanocompósitos o que pode ter grande influência sobre as propriedades mecânicas, térmicas e de migração, bem como o tipo de plastificante influencia de forma considerável sobre os nanocompósitos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesse trabalho foram realizadas reações de substituição nucleofílica (SN2), utilizando aquecimento térmico convencional e por irradiação de micro-ondas (MO), de alguns átomos cloro em amostras comerciais de poli(cloreto de vinila) (PVC), por grupos nitrila e também por grupos azida. Os grupos nitrila e azida foram substituidos na matriz em diferentes teores (10% e 20%). As reações do PVC com azida foram eficazes, apresentado percentuais de derivatização muito próximos dos valores desejados. Já no estudo com a nitrila não foi obtido o resultado esperado. Os copolímeros PVC azido substituídos foram modificados com propargilato de etila, sob catálise de iodeto de cuproso (CuI), para a obtenção de heterocíclicos do tipo triazólicos. Todos os copolímeros obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de nitrogênio incorporado foram determinados por análise elementar (AE). Através da análise dos dados obtidos, foi comprovado que a utilização da irradiação micro-ondas, quando comparada ao aquecimento convencional, é um processo mais seletivo e diminui, significativamente, os tempos de reação / In this work we had performed nucleophilic substitution reactions (Sn2) of some chlorine atoms in commercial samples of poly (vinyl chloride) (PVC), nitrile groups and also by azide groups, using both conventional thermal heating and microwave irradiation (MW).Nitrile and azide groups were replaced in the matrix at diverse levels (10% and 20%). The reactions of PVC with azide were effective, reaching a percentage derivatization very near to the desired values. In the study with the nitrile although we have not obtained the expected results. The substituted azido copolymers were modified with propargilato acetate, under catalysis of copper iodide (CuI) to obtain triazole heterocyclic type. All copolymers were labeled by infrared spectroscopy (FTIR) and nitrogen contents were determined by corporate elemental analysis (EA). Through analysis of the data obtained, it was verified that the use of microwave irradiation in comparison to conventional heating is a more selective process and reduces significantly reaction times

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-05-16T13:12:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Tiago Lopes de Araújo - VERSÃO FINAL.pdf: 5049016 bytes, checksum: 19afff51e97123d7092ffd5fd7abcdca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T13:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Tiago Lopes de Araújo - VERSÃO FINAL.pdf: 5049016 bytes, checksum: 19afff51e97123d7092ffd5fd7abcdca (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CNPQ / O poli(cloreto de vinila) (PVC) é empregado na fabricação de embalagens para alimentos e alguns produtos para saúde. Em geral, esses produtos precisam ser esterilizados antes de serem consumidos. Um dos métodos utilizados para esse fim é a irradiação gama. Todavia, esse tipo de radiação ionizante promove alterações na estrutura das cadeias poliméricas, afetando as propriedades do PVC em maior ou menor grau. Dessa forma, é necessário adicionar determinadas substâncias à resina para estabilizar o material contra a irradiação. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da radiação gama em filmes de PVC e filmes de PVC contendo 1, 3 e 5 % (m/m) de pentóxido de nióbio (Nb2O5), que é um composto inerte, atóxico e biocompatível. Os filmes foram preparados pela técnica de solution casting, utilizando tetraidrofurano como solvente, e os corpos de prova foram irradiados nas doses de 25 e 50 kGy em temperatura ambiente. Foram utilizadas uma resina de PVC comercial obtida pelo processo de polimerização em suspensão, com massa molar média viscosimétrica igual a 201 kg/mol, e uma amostra de Nb2O5 cujas partículas apresentavam formato irregular, diâmetro volumétrico médio igual a 77 µm e estrutura cristalina monoclínica. Os efeitos da radiação gama e/ou do óxido na matriz polimérica foram avaliados através de viscosimetria de soluções diluídas, colorimetria, ensaio mecânico de tração, análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia no infravermelho médio por transformada de Fourier (FT-MIR). Os resultados da viscosimetria de soluções diluídas mostraram que o percentual de 5 % (m/m) de Nb2O5 conferiu proteção radiolítica ao polímero, diminuindo os eventos de cisão das cadeias principais em relação à matriz de PVC. De acordo com os ensaios colorimétricos, os filmes se tornaram mais escuros e mais amarelados, tanto em função do aumento do percentual de óxido quanto do aumento da dose de radiação. Para o mesmo material, a exposição à radiação gama não causou mudanças significativas nas propriedades mecânicas avaliadas pelo ensaio mecânico de tração (tensão na força máxima, módulo de Young e alongamento percentual na força máxima). Por outro lado, a presença do Nb2O5 nos sistemas contribuiu para diminuir o valor dessas propriedades. Os resultados da TGA mostraram que a radiação gama reduziu a estabilidade térmica dos materiais preparados, enquanto que o óxido não a alterou significativamente. A exposição dos filmes à radiação gama contribuiu para reduzir a energia de ativação do processo de desidrocloração e aumentar a energia de ativação do processo de quebra das sequências de polienos, embora o óxido não tenha catalisado nenhum dos dois processos. Algumas modificações químicas provocadas pela irradiação dos filmes foram detectadas pela espectroscopia FT-MIR, empregando a reflectância total atenuada para a aquisição dos espectros. Também foi constatado que o Nb2O5 não apresentou atividade antibacteriana frente à Escherichia coli, avaliada pelo ensaio de macrodiluição em caldo com agitação. / Poly(vinyl chloride) (PVC) is used in the manufacture of food packaging and some health products. In general, these products need to be sterilized before being consumed. One method for this purpose is gamma irradiation. However, this type of ionizing radiation promotes changes in the structure of polymeric chains affecting PVC properties a greater or lesser extent. Thus, it is necessary to add certain substances to the resin to stabilize the material against the irradiation. The objective of this study was to investigate the effect of gamma radiation on PVC films and PVC films containing 1, 3 and 5 wt% of niobium pentoxide (Nb2O5), which is an inert, non-toxic and biocompatible compound. The films were prepared by solution casting technique using tetrahydrofuran as a solvent and the proof bodies was irradiated at doses of 25 and 50 kGy at room temperature. A commercial PVC resin obtained by suspension polymerization process with viscosimetric average molar mass equal to 201 kg/mol and a Nb2O5 sample whose particles had irregular shape, volume mean diameter of 77 μm and a monoclinic crystalline structure have been used. The effects of gamma radiation and/or oxide in polymer matrix were evaluated using dilute solution viscometry, colorimetry, mechanical tensile test, thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform middle infrared (FT-MIR) spectroscopy. The results of dilute solution viscometry showed that the percentage of 5 wt% of Nb2O5 conferred radiolytic protection to the polymer, reducing main chain scission events in relation to PVC matrix. According to colorimetric test, the films became darker and yellowish, both due to the increase in oxide percentage as the increase of radiation dose. For the same material, exposure to gamma radiation did not cause significant changes in the mechanical properties evaluated by the mechanical tensile test (tensile strength, Young's modulus and percent elongation). Moreover, the presence of Nb2O5 in systems contributed to reduce the value of these properties. The results of TGA showed that gamma radiation reduced the thermal stability of prepared materials, while the oxide did not change it significantly. Exposure of the films to gamma radiation contributed to reduce the activation energy for the dehydrochlorination process and increase the activation energy for the breakdown process of polyenes sequences, although the oxide has not catalyzed neither processes. Some chemical changes caused by irradiation of the films were not detected by FT-MIR spectroscopy, using attenuated total reflectance to the spectra acquisition. It was also found that Nb2O5 did not presented antibacterial activity against Escherichia coli, evaluated by broth macrodilution test with agitation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foi realizada a modificação química do poli(cloreto de vinila) (PVC) pela sua reação com azida de sódio, onde alguns dos seus átomos de cloro foram substituídos por azidas. Em seguida o grupo incorporado foi transformado em triazóis por uma reação de cicloadição 1,3 entre o polímero modificado e propiolato de etila, sendo a reação catalisada por iodeto de cobre. Essas reações foram conduzidas sob aquecimento convencional e empregando irradiação de micro-ondas. Inicialmente, a reação incorporou 20% de triazol no PVC, sendo avaliadas as condições reacionais ideais. Essas condições foram usadas para a formação de novos copolímeros com diferentes teores de triazóis incorporados. Os produtos obtidos foram usados para o suporte de paládio que é utilizado como catalisador na reação de Suzuki-Miyaura. Todos os copolímeros foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) / In this work was performed the chemical modification of poly(vinyl chloride) (PVC) by its reaction with sodium azide, in which some of their chlorine atoms has been replaced with azides. Then the azide group was converted to 1,2,3-triazoles by a 1,3-cycloaddition reaction between the modified polymer and ethyl propiolate, the reaction was catalyzed by copper iodide. These reactions were conducted using conventional heating and microwave irradiation. Initially, the reaction incorporated triazole in 20% of PVC, the optimal reaction conditions was evaluated. These conditions were used for the formation of new copolymers with different amounts of incorporated triazoles. The products obtained were used as a support for palladium, which is used as a catalyst in Suzuki-Miyaura reaction. All copolymers were characterized by infrared spectroscopy, Fourier transform spectroscopy (FTIR)

Une baisse constatée de la résistivité de l'isolation en PVC de certains câbles haute tension unipolaires conduit à s'interroger sur leur aptitude à assurer leur fonction. Cette étude avait pour objectif de fournir des éléments de réponse concernant en particulier l'origine de cette variation de résistivité et ses conséquences sur la tenue diélectrique. Les caractérisations ont porté sur des câbles usagés dont les propriétés avaient évolué au cours de leur utilisation. Les caractérisations physico-chimiques (spectroscopie et microscopie IR, spectroscopie UV, MEB-EDX et coulométrie) ont mis en évidence que le vieillissement du câble résultait d'un mécanisme de déshydrochloruration. La présence de deux modes de conduction dans le matériau a été observée : une conduction électronique à basse température (< -10°C) et une conduction ionique à température ambiante et au-delà. La présence de ces deux modes de conduction est compatible avec le mécanisme de déshydrochloruration. Au contraire d'une loi d'Arrhénius, les vieillissements artificiels ont mis en évidence un effet de seuil de température dans l'activation du mécanisme à l'origine de la chute de résistivité. La tenue diélectrique des câbles a été confortée par des essais à des tensions ou à des températures bien au-delà des valeurs nominales. Les mesures de calorimétrie différentielle à balayage (DSC) ont mis en évidence des surchauffes ponctuelles plus ou moins prononcées qui se corrèlent aux chutes de résistivités constatées, et peuvent donc être considérées comme étant à l'origine des évolutions constatées. / The observed decrease in the resistivity of the PVC insulation of some high voltage unipolar cables led to question their ability to perform their function. Provide answers concerning in particular the origin of the variation in resistivity and the impact on the dielectric strength were the objectives of this study. The characterizations were carried on cables withdrawn from service whose properties had changed during their use. Physico-chemical characterization (IR microscopy, UV spectroscopy, SEM - EDX and coulometry) showed that aging of the cable resulted from a mechanism of dehydrochlorination. The presence of two modes of electric conduction in the material was observed: electronic conduction at a low temperature (< -10 ° C) and ionic conduction at room temperature and beyond. The presence of these two modes of conduction is consistent with the mechanism of dehydrochlorination. In contrast to an Arrhenius law, artificial aging showed a threshold effect in the thermal activation of the mechanism at the origin of the resistivity drop. The dielectric strength of the cable has been confirmed by tests at voltages or temperatures well beyond the nominal values. Measurements of differential scanning calorimetry (DSC) showed occasional more or less pronounced overheatings that correlate with the resistivity drops, and can therefore be considered as being at the origin of the observed evolutions.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foi realizada a modificação química do poli(cloreto de vinila) (PVC) pela sua reação com azida de sódio, onde alguns dos seus átomos de cloro foram substituídos por azidas. Em seguida o grupo incorporado foi transformado em triazóis por uma reação de cicloadição 1,3 entre o polímero modificado e propiolato de etila, sendo a reação catalisada por iodeto de cobre. Essas reações foram conduzidas sob aquecimento convencional e empregando irradiação de micro-ondas. Inicialmente, a reação incorporou 20% de triazol no PVC, sendo avaliadas as condições reacionais ideais. Essas condições foram usadas para a formação de novos copolímeros com diferentes teores de triazóis incorporados. Os produtos obtidos foram usados para o suporte de paládio que é utilizado como catalisador na reação de Suzuki-Miyaura. Todos os copolímeros foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) / In this work was performed the chemical modification of poly(vinyl chloride) (PVC) by its reaction with sodium azide, in which some of their chlorine atoms has been replaced with azides. Then the azide group was converted to 1,2,3-triazoles by a 1,3-cycloaddition reaction between the modified polymer and ethyl propiolate, the reaction was catalyzed by copper iodide. These reactions were conducted using conventional heating and microwave irradiation. Initially, the reaction incorporated triazole in 20% of PVC, the optimal reaction conditions was evaluated. These conditions were used for the formation of new copolymers with different amounts of incorporated triazoles. The products obtained were used as a support for palladium, which is used as a catalyst in Suzuki-Miyaura reaction. All copolymers were characterized by infrared spectroscopy, Fourier transform spectroscopy (FTIR)