Devido à importância industrial e tecnológica dos látices estabilizados com poli(álcool vinílico)/PVA e a dificuldade encontrada na etapa de polimerização em emulsão, na presença de monômeros hidrofóbicos e de PVA\'s com alto grau de hidrólise (>92%), a síntese de novos estabilizantes poliméricos derivados de PVA para utilização em reações de polimerização em emulsão e em miniemulsão se torna muito atraente e desafiadora. O objetivo principal deste trabalho foi sintetizar novos estabilizantes poliméricos do tipo poli(álcool vinílico-co-neodecanoato de vinila)/PVA-VV com alto grau de hidrólise e conseqüentemente com propriedades diferenciadas, para serem utilizados como estabilizantes nas reações de polimerização em emulsão e em miniemulsão do acetato de vinila (VAc) com o neo-nonanoato de vinila (VEOVA-9), visando a obtenção de adesivos com propriedades diferenciadas para colagem de madeiras. Os novos estabilizantes poliméricos foram obtidos em duas etapas: i) copolimerização em solução do VAc com o neo-decanoato de vinila (VEOVA-10); ii) hidrólise alcalina (NaOH/Metanol) do poli(acetato de vinila-coneodecanoato de vinila). As miniemulsões de VAc com VEOVA-9 com diferentes tipos de estabilizantes poliméricos foram preparadas em um homogeneizador de alta pressão do tipo \"Manton Gaulin\". Foi estudado o efeito dos estabilizantes poliméricos (PVA e PVA-VV) na etapa de emulsificação (diâmetro médio das gotas, polidispersão, estabilidade das miniemulsões) e na copolimerização em emulsão e em miniemulsão do VAc com o VEOVA-9, em processo batelada. O efeito do tipo de iniciador (persulfato de amônio/APS e hidroperóxido de tércio butila/TBHP e peróxido benzoato de tércio butila/TBPB, juntamente com o formaldeído sulfoxilato de sódio/SFS) na cinética da polimerização em miniemulsão do VAc com o VEOVA-9 foi estudado em processo semi-contínuo. A distribuição dos estabilizantes poliméricos (PVA e PVA-VV) entre a fase aquosa e a superfície das partículas de polímero (adsorvido/enxertado) foi determinada e correlacionada com a viscosidade e a estabilidade coloidal dos látices. Látices na condição ideal de cópia (1:1) das gotas de monômero para as partículas de polímero foram obtidos via polimerização em miniemulsão, apresentando propriedades diferenciadas, tais como, menores valores de viscosidade, menor concentração de coágulos e maior estabilidade de estocagem, em comparação com os látices obtidos em emulsão. / Due to the technological and industrial importance of latexes stabilized with poly(vinyl alcohol)/PVA and the difficulties related to the emulsion polymerization of hydrophobic monomers and the use of PVA having a high degree of hydrolysis (> 92%), the synthesis of new PVA based polymeric stabilizers for use in emulsion and miniemulsion polymerizations becomes very attractive and challenging. The aim of this work was to synthesize a new class of polymeric stabilizer, poly(vinyl alcohol-co-vinyl neo-decanoate)/PVA-VV, with a high degree of hydrolysis and differentiated properties to be used as stabilizers in the emulsion and miniemulsion copolymerization of vinyl acetate (VAc) with vinyl neo-nonanoate (VEOVA-9), that can be used as adhesive for wood bonding. New PVA based polymeric stabilizers with high degree of hydrolysis (94 - 98%) were synthesized in two steps: i) solution copolymerization of vinyl acetate (VAc) with vinyl neo-decanoate (VEOVA-10) and ii) alkaline hydrolysis (NaOH/Methanol) of poly(vinyl acetate-co-vinyl neodecanoate). Miniemulsions of VAc/VEOVA-9 were prepared using the different polymeric stabilizers in a \"Manton Gaulin\" high pressure homogenizer. The effect of different initiators (ammonium persulfate/APS or tert-butyl hydro peroxide/TBHP and tert-butyl peroxide benzoate/TBPB in the presence of sodium formaldehyde sulfoxylate/SFS) in the polymerization kinetic was evaluated. The effect of the type and concentration of polymeric stabilizer, in the emulsification step (average diameter of drops, stability of miniemulsions) as well in the polymerizations (rate of consumption of monomers, particle size and particles number) was investigated in this work. The partition of the polymeric stabilizers between the aqueous phase and the polymer particle surface (grafted/adsorbed) was determined and correlated with the viscosity and colloidal stability of latexes. Latexes with differentiated properties such as low-viscosity, lower grits content and improved storage stability, were obtained by miniemulsion polymerization with an ideal condition copy (1:1) of the monomer droplets to the polymer particles.

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T22:37:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_RosalvadosSantos_D.pdf: 38406911 bytes, checksum: 574d251b2b2578b4a3d9fd0b4e82fcf7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho, estudou-se o comportamento de fases de soluções binárias e ternárias de poliolefinas funcionalizadas com hidroxilas (EVOH) e ácido carboxílico (PEAA) nos solventes dimetilformamida e álcool benzílico. Utilizou-se EVOH contendo 27 e 44 mol % e PEAA contendo 80 mol % de etileno. As soluções exibem o comportamento de fases do tipo UCST, apresentando separações de fases líquido-líquido (L-L) e sólido-líquido (S-L). As temperaturas de separação de fases L-L e S-L, TL-L e TS-L, respectivamente, foram determinadas para soluções com diferentes composições por inspeção visual e por DSC, respectivamente. Enquanto TS-L para as soluções binárias de EVOH varia fortemente da com a composição das soluções binárias, TS-L para as soluções binárias de PEAA é praticamente constante. Estes resultados foram interpretados sob a ótica de um modelo em que a cristalização do PEAA, que envolve os segmentos de etileno do copolímero, ocorre quase na ausência de solvente. Já a cristalização do EVOH, que envolve os segmentos hidroxilados, ocorre em meio ao solvente, em uma condição em que o potencial químico do polímero varia com a composição da solução. Este modelo pode ser comprovado por estudos de fluorescência empregando-se o pireno e o acetato de uranila como sondas hidrofóbica e hidrofílica, respectivamente. Estes estudos de fluorescência permitiram também acessar transições não detectáveis por DSC. As soluções ternárias homogêneas apresentam mais de uma separação de fases L-L quando submetidas a resfriamento. O diagrama de fases ternário foi construído determinando-se as composições das soluções em equilíbrio, decorrentes da primeira separação de fases L-L, por termogravimetria de alta resolução. Os diagramas de fases das soluções ternárias resultantes das combinações possíveis entre os diferentes polímeros e solventes apresentam regiões de miscibilidade limitadas localizadas em regiões próximas aos vértices, sendo as composições das fases em equilíbrio características de cada combinação nas soluções ternárias. Os materiais resultantes da evaporação do solvente de soluções submetidas ao processo TIPS (Temperature Induced Phase Separation) são compactos ou porosos, dependendo da afinidade polímero-solvente. Entretanto, as morfologias dos materiais resultantes de soluções ternárias submetidas ao processo TIPS são únicas e características do par polímero-polímero, demonstrando que a estratégia de combinação de polímeros para controlar a morfologia é viável / Abstract: The phase behavior of binary and ternary solutions of functionalized poliolefins with hydroxyls (EVOH) and carboxylic acid (PEAA) were studied using dimethylformamide and benzyl alcohol as solvents. PEAA containing 80 mol % and EVOH containing 27 and 44 mol % of ethylene were used. The binary and ternary solutions present a typical UCST behavior associated to liquid-liquid (L-L) and solid-liquid (S-L) phase separation. The temperatures related to L-L and S-L phase separation, TL-L e TS-L, respectively, were determined visually and using DSC, respectively. While TS-L depends on the EVOH solution composition, it is practically constant for PEAA solutions. These results were explained using a model in which the crystallization of PEAA from the solution occurs in absence of solvent, once it involves the polyethylene segments. On the contrary, the crystallization of EVOH from the solution, that involves the hydroxylated segments, occurs in presence of the solvent. This condition leads to the decrease of the chemical potential of EVOH in the solution. The models could be proved by fluorescence experiments using pyrene and uranyl acetate as hydrophobic and hydrophilic probes, respectively. Moreover, the fluorescence experiments allow accessing other transitions not detectable by DSC for ternary solutions. The homogeneous ternary solutions present more than one L-L phase separation by cooling. The ternary diagram was determined by the first L-L phase separation using the composition data accessed by high resolution thermogravimetry. The ternary solutions of all possible combination of polymers and solvents show a restricted miscibility window in the regions near the vertices. The composition of the phases in equilibrium is characteristic of each ternary solution, as well as, the morphology of the materials resulting from the evaporation of the solvent after the solution being subjected to TIPS (Temperature Induced Phase Separation) process. This process applied to binary and ternary solutions resulted in dense or porous materials depending on the polymer-solvent affinity. However, the morphology resulting from ternary solutions subjected to TIPS process and solvent evaporation is unique, showing that the strategy of combining different polymers is a viable route to control the morphology of polymers / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Para la mayoría de los alimentos, el envase forma parte fundamental de su sistema de conservación, recibiendo, a menudo junto al alimento y en ocasiones de forma independiente, tratamientos de diversos tipos con los que se pretende alargar la vida útil del producto envasado mediante la reducción de su carga microbiológica inicial, así como mediante la inactivación de diversos enzimas. Algunos de estos tratamientos de conservación, como la esterilización térmica en autoclave, pueden producir efectos negativos en las propiedades de los envases, tal y como ocurre con los copolímeros de etileno y alcohol vinílico (EVOH), utilizados en la mayor parte de envases plásticos esterilizables como capa de alta barrera a gases. Estos materiales, aunque en la estructura de envase se encuentran protegidos mediante capas de polímeros hidrófobos, sufren, durante la esterilización, un considerable aumento en la permeabilidad a oxígeno. Los objetivos que se plantearon, por tanto, fueron: - Entender qué le ocurre al material desde un punto de vista fundamentalmente estructural y de propiedades barrera al someterlo a procesos de esterilización industrial con calor húmedo. - Modelizar la pérdida de propiedades barrera y proponer soluciones que disminuyan el daño morfológico de los copolímeros. - Sustituir al material y proponer nuevas tecnologías de conservación tales como altas presiones e irradiación. Se observó que la esterilización en autoclave causaba en los copolímeros EVOH, además de plastificación, daño morfológico y, por tanto, se ensayaron distintos tratamientos basados en la modificación estructural inducida por tratamientos térmicos, con los que se consiguió paliar e incluso evitar dichos efectos dañinos. También se utilizaron diversas mezclas de los copolímeros con poliamida amorfa e ionómero, que si bien respondieron mejor desde un punto de vista estructural, en lo que respecta a propiedades barrera no se obtuvieron, en la mayor parte de los casos, los resultados esperados. / López Rubio, MDLD. (2006). Efecto de distintos tratamientos de conservación de alimentos sobre la morfología y propiedades de materiales poliméricos de envase [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1822