Resumo: Este trabalho visando a obtenção de partículas de poliestireno funcionalizadas com grupos amínicos, foi realizado a partir de reações de copolimerização entre o estireno o monômero funcional aminoestireno. Através destas reações, o objetivo foi o de se introduzir grupos NH2 laterais na cadeia polimérica do PS através da incorporação de monômeros aminados durante a reação de polimerização, obtendo assim, partículas de um polímero intrinsecamente funcionalizado com grupos NH2. Este trabalho foi desenvolvido em diferentes fases de pesquisa, iniciando pela escolha de uma técnica de polimerização e ajuste de um método
experimental, tendo sido concluído pela aplicação desta técnica em reações de copolimerização entre o estireno e o aminoestireno.
Foram pesquisadas na fase preliminar deste trabalho, as técnicas de polimerização em emulsão e em dispersão, tendo sido verificado que através da polimerização em dispersão se conseguiram os resultados que mais atendiam aos objetivos deste trabalho. A partir desta técnica de polimerização, foi pesquisado um procedimento experimental, a partir do qual fosse possível obter partículas com homogeneidade em diâmetros e as condições experimentais mais adequadas foram obtidas a partir de estudos dos fatores
que podem causar alterações nas dimensões das partículas, como: concentrações do monômero, iniciador, dispersante e agitação.
Utilizando-se a técnica de polimerização por dispersão e empregando as condições experimentais propostas ao longo da evolução deste trabalho, foram realizadas reações de copolimerização de estireno com aminoestireno. Estas reações inicialmente mostraram ocorrer preferencialmente pela polimerização do estireno, tendo sido observada uma baixa conversão para o aminoestireno. A partir destes resultados foi decidido realizar a síntese do monômero aminoestireno contendo seu grupo NH2 protegido, a partir de reação com ditert-butil-dicarbonato (BOC), para obtenção do monômero Boc-aminoestireno. Foram obtidos os melhores resultados, pelo emprego do Bocaminoestireno em copolimerização com o estireno em dispersão, com conversões de aproximadamente 90%. A partir da realização das reações de copolimerização do Bocaminoestireno e estireno em dispersão, foi possível produzir partículas esféricas deste copolímero e para a obtenção destas partículas com grupos NH2 sobre suas superfícies, foram realizados tratamentos químicos para a desproteção dos grupos NH do copolímero. Foram realizados vários tipos de tratamentos ácidos e verificou-se que o tratamento que respondeu às expectativas desejadas com êxito, foi aquele utilizando-se solução de HCI 2M em isopropanol a 50°C, sob atmosfera inerte e agitação, quando foram obtidos os gruposNH3+ no copolímero.Após uma reação de neutralizaçãodos grupos NH3+,pelo emprego de uma solução de NaOH foram obtidos os grupos NH2 conforme desejado. Estes tratamentos demonstraram ser muito eficientes quando aplicados às partículas obtidas com baixas concentrações de Boc-aminoestireno na composição do copolímero, pois não foram observadas alterações na forma das partículas, porém devem ser aperfeiçoados para utilização em tratamentos de partículas cujas composições forem mais ricas em Boc-aminoestireno, pois para estes casos foram verificados fortes efeitos de inchamento e fragmentação destas partículas Ver menos

Abstract: The synthesis of the functionalized PS particles containing amino-groups on their surfaces, was the subject of study in the present work. It consisted of two different steps of the research: development of a method for polymerization of styrene, resulting in homogeneous particle size distribution; application of the developed method to prepare PS particles containing amino-groups on their surfaces, by styrene and aminostyrene monomers copolymerization reaction. The techniques which have been tested for these purposes were the emulsion and dispersion polymerization. It was verified that the particles obtained through the dispersion polymerization presented the best results in terms of mean particle diameter and particle size distribution. Polimerization tests were carried out in order to study the influence of reagents concentration on the particle size. The results show that in the
emulsion polymerization process, particle size decreases with increasing initiator concentration, while in the dispersion polymerization process, this effect was the oposite. In both cases the increase of the monomer concentration resulted in increased particle size and it was also verified that the emulsifier (in the emulsion process) and the dispersant (in dispersion process) have an important role in controlling the particle dimensions. In both cases, by the reduction of their concentrations, the particles presented an increase in their
mean diameter. In the second phase of this work, the dispersion polymerization reaction was applied to obtain functionalized particles with amino-groups on their surfaces, through the styrene copolymerization with aminostyrene. The results demonstrated that the styrene monomer is preferentially inserted in the copolymer, presenting a low conversion rate for the aminostyrene, even at higher aminostyrene/styrene ratios in the feed. To overcome the above situation, it was decided to carry out the protection of the amino groups of the aminostyrene monomer by reaction with t-butyl carbamate (BOC group), obtaining the BOC-aminostyrene monomer.
By using the BOC-aminostyrene monomer with styrene in copolymerization reactions, the reactivity ratios were determined for both
monomers and it was also verified that the reactivity of the BOC-aminostyrene (rBOCAMS=T0,96) is higher than the reactivity of the styrene(rSTY= 0,47).These results demonstrated that these monomers get the formation of statistic copolymers with a tendence to give alternated sequences. The obtainment of the amino groups on the surfaces of the polymer particles was carried out by chemical treatments, using a solution of HCI in isopropanol in order to remove the BOC groups of the polymer structure, obtaining the NH3+groups. By the neutralization reaction, using NaOH solution, the NH2group were obtained on the particles surfaces. These chemical treatments demonstrated to be very efficient when applied to particles with low BOCAMST concentration in the copolymer
composition. However, these treatments have to be improved for the application to particles with high BOCAMST concentrations in the copolymer composition, because it was verified very strong effect on the particles shape, resulting in their destruction Ver menos