Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A Cromatografia de Permeação em Gel ou "Gel Permeation Chromatography (GPC), também conhecida como Cromatografia de Exclusão por Tamanho ou "Size Exclusion Chromatography" (SEC) é uma das técnicas analíticas mais utilizadas para separação e caracterização de polímeros naturais e sintéticos,...

Resumo: A Cromatografia de Permeação em Gel ou "Gel Permeation Chromatography (GPC), também conhecida como Cromatografia de Exclusão por Tamanho ou "Size Exclusion Chromatography" (SEC) é uma das técnicas analíticas mais utilizadas para separação e caracterização de polímeros naturais e sintéticos, copolímeros e proteínas, fornecendo informações distribuição de massa molar (MWD), viscosidade intrínseca (IV) e polidispersividade (PDI). A importância de sua resposta na análise de determinado polímero se reflete em termos de sua processabilidade, uma vez que as propriedades mecânicas e químicas são drasticamente afetadas por sua massa molar média, tamanho da cadeia e distribuição. Na técnica de GPC os padrões utilizados são de primordial importância para obtenção de resultados confiáveis, pois são utilizados nas construções de curvas de calibrações necessárias para aquisição dos resultados quanti e qualitativos na técnica. Apesar da vasta utilização da técnica de GPC no Brasil, tanto em centros de pesquisa como em indústrias químicas e petroquímicas, os padrões disponíveis para comercialização são todos adquiridos no exterior, por meio de importação a altos custos. Visto a necessidade de mudança desse paradigma, este trabalho tem como objetivo desenvolver um produto nacional utilizando a polimerização via radical livre mediada por radicais nitróxidos (NMRP), também chamada "living free radical polymerization (LFRP)". O padrão escolhido para o estudo foi o poliestireno (PS), por ser ele um dos padrões mais utilizados na calibração de análise de GPC orgânico. Um dos desafios enfrentados neste trabalho foi a obtenção de polímeros com índices de polidispersividade (PDI) variando de 1 a 1,10, distribuição de massa molar (MWD) estreita e alto grau de pureza, utilizando pela primeira vez uma mistura de iniciadores no processo NMRP. A NMRP é uma técnica robusta e inovadora comparada com a polimerização iônica que é atualmente o processo empregado para obtenção de polímeros com valores de PDI muito baixos. O processo NMRP possui vantagens frente à polimerização iônica para produção de polímeros com estrutura controlada, pois nele não são necessários etapas de purificações complexas, sendo que as reações requerem menos condições estritas em relação a impurezas e temperaturas de trabalho. Este é um processo simples e barato, na qual as reações podem ser realizadas em ampolas de vidros

Abstract: Gel Permeation Chromatography, also known as Size Exclusion Chromatography, is the most employed technique to characterize macromolecules such as proteins, copolymers, natural and synthetic polymers. It provides information such as molecular weight distribution (MWD), intrinsic viscosity...

Abstract: Gel Permeation Chromatography, also known as Size Exclusion Chromatography, is the most employed technique to characterize macromolecules such as proteins, copolymers, natural and synthetic polymers. It provides information such as molecular weight distribution (MWD), intrinsic viscosity (IV) and polydispersity (PDI). The importance of its response reflects in terms of polymer processability once the mechanic and chemicals properties are drastically affected by the polymer average molecular weight, chain size and distribution. The standards in the GPC technique have a great importance to obtain reliable results because they are employed in calibration curves needed to acquire the quantitative and qualitative data. Despite the wide use of GPC in Brazil at research centers, chemical and petrochemical industries, all the standards available are obtained outside the country through high importation costs. To change this paradigm, this work aims to develop a national product using the pseudo-living radical polymerization or living free radical polymerization (LFRP), which is a robust and innovative technique in the polymerization science area. The standard chosen was the polystyrene, which is the most used polymer in calibration curves of organic GPC analysis. Our challenge in this work was to obtain a controlled structure polymer with polydispersity index (PDI) between 1 and 1.10, narrow molecular weight distribution (MWD) and high purity degree, using to the best of our knowledge for the first time a mixture of initiators in a NMRP process. The NMRP is a robust and innovative technique compared with the ionic polymerization that is the currently employed process to obtain polymers with very low PDI. The advantages of NMRP process over ionic polymerization to produce controlled structure polymers are that no complicated purification steps are needed, controlled radical reactions require less stringent conditions for impurities and working temperatures, it is a simple and cheaper process, where the reactions can be carried out into glass ampoules