• Mensagem do presidente da ABPol Seção Editorial

    Jafelice, Domingos
  • Editorial Seção Editorial

  • O futuro dos plásticos: biodegradáveis e fotodegradáveis Seção Editorial

  • Formation and properties of nylon 6 nanocomposites

    Fornes, T. D.; Paul, D. R.

    Abstract in English:

    Sodium montmorillonite clay consists of platelets, one nanometer thick with large lateral dimensions, which can be used to achieve efficient reinforcement of polymer matrices. Formation of these nanocomposites requires modifying the clay with an appropriate organic surface treatment and optimized processing. Some of these techniques and the resulting property improvements (modulus, thermal expansion, heat distortion temperature, etc.) are reviewed here. It is shown that shear stress exerted on stacks of clay platelets play an important role in the mechanism of exfoliation. The modulus enhancement observed is of the order predicted by composite theories; however, the clay particles clearly affect the crystalline morphology of the polymer phase which may have an additional effect on some composite properties.
  • Rheological, mechanical and tribological properties of carbon-nanofibre reinforced poly (ether ether ketone) composites

    Altstaedt, Volker; Werner, Philipp; Sandler, Jan

    Abstract in English:

    Poly(ether ether ketone) nanocomposites containing vapour-grown carbon nanofibres (CNF) were produced using standard polymer processing techniques. At high shear rates no significant increase in resin viscosity was observed. Nevertheless, the addition of the CNFs results in a higher melt strength at 360°C. Electron microscopy confirmed the homogeneous dispersion and alignment of nanofibres in the polymer matrix. Evaluation of the mechanical composite properties revealed a linear increase in tensile stiffness and strength with nanofibre loading fractions up to 15 wt% whilst matrix ductility was maintained up to 10 wt%. An interpretation of the composite performance by short-fibre theory resulted in rather low intrinsic stiffness properties of the vapour-grown CNF. Differential scanning calorimetry was used to investigate crystallization kinetics and degree of crystallinity. The CNFs were found not to act as nucleating sites. Furthermore, unidirectional sliding tests against two different counterpart materials (100Cr6 martensitic bearing steel, X5CrNi18-10 austenitic stainless steel) were performed. The carbon nanofibres were found to reduce the wear rate of PEEK significantly.
  • Caracterização estrutural e da capacidade de absorção de água em filmes finos de quitosana processados em diversas concentrações Seção Técnica

    Assis, Odilio B. G.; Valmir L. da, Silva

    Abstract in Portuguese:

    Filmes finos de quitosana (média massa molecular) foram produzidos a partir de soluções precursoras em diversas concentrações e caracterizados com respeito à estrutura e grau de absorção de água. Os filmes foram obtidos por adsorção sobre lâminas de vidro previamente funcionalizadas (técnica de automontagem). Análises por microscopia eletrônica de varredura e de força atômica revelaram espessuras fracamente relacionadas à concentração do polissacarídeo, com espessuras não superiores a 25-30 nm e caracterizados por estrutura de nano poros. A afinidade por água indica, por sua vez, forte dependência com um comportamento do tipo exponencial com a concentração de quitosana. Testes comparativos em solução tampão também foram realizados demonstrando comportamento diverso ao obtido com água.

    Abstract in English:

    Chitosan thin-films (medium molar mass) were produced from different concentration precursor solution and characterized regarding structure and water absorption capability. Films were obtained from direct dipping of glass slides previously functionalized into acid medium gels (self-assembly technique). Analysis of scanning electron and atomic force microscopy data revealed a film thickness of less than 25-30 nm with low dependence upon polymer concentration. All films were featured as a nano porous structure. The water affinity, however, varies exponentially (2ls) with the chitosan content. Comparison tests in buffer solution were also carried out pointing to different behavior from that found for water.
  • Estudo da polimerização de 1,3-butadieno com sistemas catalíticos à base de neodímio Seção Técnica

    Fraga, Luciana A.; Tavares, Maria Inês B.; Coutinho, Fernanda M. B.; Costa, Marcos A. S.; Santa Maria, Luiz C.

    Abstract in Portuguese:

    Foi estudado um processo de polimerização de butadieno, em escala de laboratório, para obtenção de polibutadieno com alto teor de unidades repetitivas 1,4-cis, utilizando-se o sistema catalítico do tipo Ziegler-Natta constituído por versatato de neodímio (Nd), cloreto de tert-butila (Cl) e um composto organoalumínio (Al). Foi estudada a influência do tipo de organoalumínio, da razão molar Al/Nd e Cl/Nd sobre a atividade catalítica do sistema, peso molecular, polidispersão e microestrutura do polibutadieno obtido (teor de unidades 1,4-cis). Os polímeros foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e cromatografia por exclusão de tamanho. Foi obtido um polímero com até 99,8% de unidades 1,4-cis. O peso molecular Mw variou de 1,4 a 9,7 x 10(5) e a atividade catalítica máxima foi conseguida quando se empregou triisobutilalumínio (TIBA) como cocatalisador.

    Abstract in English:

    In this work a laboratory scale process was studied for the production of polybutadiene with high content of cis-1,4 repeating units utilizing a three-component Ziegler-Natta catalyst system of neodymium versatate (Nd)/tert-butyl chloride (Cl)/aluminum alkyl compound (Al) in n-hexane. The influence of the aluminium alkyl type, Al/Nd and Cl/Nd molar ratios on the catalyst activity, polybutadiene molecular weight characteristics and polybutadiene microstructure (cis 1,4 content) was studied. The polymers were characterized by infrared spectroscopy and size exclusion chromatography. A polymer with 99.8% of 1,4-cis units was produced. The molecular weight varied from 1.4 to 9.7 x 10(5), and maximum catalyst activity was achieved when triisobutylaluminium (TIBA) was used as cocatalyst.
  • Separação de fases induzida por meio de reação química no sistema éter diglicidílico do bisfenol A e piperidina com poli(metacrilato de metila) Seção Técnica

    González Garcia, Filiberto; Soares, Bluma G.

    Abstract in Portuguese:

    O comportamento da separação de fases e da gelificação do sistema epoxídico, constituído pelo éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA) e a piperidina, modificado com poli(metacrilato de metila) (PMMA), foi estudado na faixa de temperatura de 60 °C - 120 °C. A concentração de PMMA e a temperatura de cura causam mudanças significativas na morfologia gerada. A massa molecular de PMMA provoca ligeiras mudanças para a observação da separação de fases e não afeta a velocidade da reação. O sistema modificado com PMMA mostra o efeito de retardação cinético e a velocidade de separação de fases é maior que a velocidade de polimerização.

    Abstract in English:

    The phase separation and gelification behavior of epoxy system based on diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) and piperidine modified with poly(methyl methacrylate) (PMMA) were studied in the range between 60 °C and 120 °C. The morphology is influenced by the PMMA content in the blend and also by the cure temperature. The molecular weight of PMMA provokes slight changes on cloud point and does not affect the reaction rate. The systems modified by PMMA exhibited kinetic retardation effect but the cloud point rate was higher than the polymerization rate.
  • Caracterização de quitosanas comerciais de diferentes origens Seção Técnica

    Santos, José E. dos; Soares, João da P.; Dockal, Edward R.; Campana Filho, Sérgio P.; Cavalheiro, Éder T. G.

    Abstract in Portuguese:

    A quitosana é um polissacarídeo linear obtido da desacetilação da quitina. As propriedades físico-químicas da quitosana são função do grau médio de acetilacão <img border=0 id="_x0000_i1026" src="../../../../img/revistas/po/v13n4/19880x1.gif" align=absmiddle>e da massa molar média (<img border=0 id="_x0000_i1027" src="../../../../img/revistas/po/v13n4/19880x2.gif" align=absmiddle>). Várias aplicações da quitosana foram propostas na literatura, principalmente no tratamento de águas, produção de cosméticos, drogas e medicamentos, aditivos alimentícios, membranas semipermeáveis e no desenvolvimento de biomateriais. Neste trabalho, três diferentes tipos de quitosanas comerciais foram caracterizados por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV), titulação condutimétrica e análise térmica (TG e DSC) com o objetivo de comparar as características de quitosanas provenientes de diferentes fornecedores. A massa molar média das amostras foi determinada a partir de medidas de viscosidade intrínseca. Os resultados obtidos por estas técnicas mostraram diferenças quanto ao grau médio de acetilação (ou desacetilação), em função da procedência do material. Os resultados obtidos da análise térmica permitiram acompanhar os processos de desidratação, decomposição e a temperatura de transição vítrea (Tg).

    Abstract in English:

    Chitosan is a linear polysaccharide obtained from the deacetylation of chitin. The physico-chemical properties of chitosan dependent on the average degree of acetylation (<img border=0 id="_x0000_i1029" src="../../../../img/revistas/po/v13n4/19880x8.gif" align=absmiddle>) and of the average molar mass (<img border=0 id="_x0000_i1030" src="../../../../img/revistas/po/v13n4/19880x2.gif" align=absmiddle>). Several applications of chitosan have been proposed in the literature, mainly in water treatment, cosmetic and drug manufacturing, food additives, semipermeable membranes and development of biomaterials. In this work, three commercial chitosan samples were characterized by proton nuclear magnetic resonance (¹H NMR), infrared spectroscopy (IR), conductimetric titration and thermal analysis (TG and DSC) in order to compare commercial chitosans from different supplies. The average viscosimetric molecular weight Mv was estimated from the intrinsic viscosity. The results confirmed remarkable differences in relation to the mean degree of acetylation (<img border=0 id="_x0000_i1031" src="../../../../img/revistas/po/v13n4/19880x8.gif" align=absmiddle>) (or desacetylation, <img border=0 id="_x0000_i1032" src="../../../../img/revistas/po/v13n4/19880x3.gif" align=absmiddle>). The thermal analysis data permitted to follow the dehydration, decomposition, and glass transition temperature (Tg).
  • Aplicaciones de los métodos computacionales al estudio de la estructura y propiedades de polímeros

    Alemán, Carlos; Muñoz-Guerra, Sebastián

    Abstract in Spanish:

    En este trabajo se revisan las técnicas de simulación molecular más habituales y potentes para la descripción de los polímeros a escala atómica y molecular, las cuales se han clasificado en cuánticas o clásicas dependiendo de cómo se describen las interacciones entre las partículas. Se presentan asimismo diversas aplicaciones de dichas metodologías, realizadas en nuestro laboratorio, en el contexto del estudio de la estructura y propiedades de polímeros. En particular, se muestran aplicaciones de las técnicas clásicas a la determinación de estructuras cristalinas, a estudio del plegamiento lamelar de los nylons, a la estabilidad de las estructuras supramoleculares observadas en algunos complejos tensioactivo·polielectrolito y a la difusión de gases en matrices poliméricas, mientras que el uso de técnicas cuánticas se ha ilustrado presentando estudios dedicados a la predicción de efectos cooperativos, interacciones específicas y parámetros espectroscópicos.

    Abstract in English:

    The most important computational techniques employed to simulate the structure and properties of polymers at the miscroscopic level have been reviewed. They have been classified in quantum or classical methods depending on the expressions used to describe the interactions between the particles. Furthermore, the applicability of such modeling tools is shown with some results recently obtained by our group. More specifically, we show the applicability of classical methods to determine the crystal structure of polymers, to model the lamellar folding of nylons, to predict the stability of the supramolecular structures adopted by some surfactant·polyelectrolite self-assembled complexes and to investigate the diffusion of simple gases through polymeric matrices. The reliability of quantum methods has been illustrated displaying some studies devoted to study cooperative effects, specific interactions and spectroscopic parameters.
  • Propriedades térmicas de polímeros por métodos transientes de troca de calor Seção Técnica

    Santos, Wilson N. dos; Gregório F°, Rinaldo; Mummery, Paul; Wallwork, Andrew

    Abstract in Portuguese:

    A determinação precisa das propriedades térmicas de um polímero é fundamental em muitos processos e projetos de engenharia. A difusividade térmica, em particular, é importante em problemas envolvendo estado não-estacionário, como no aquecimento e resfriamento de um polímero. Em processamento é uma propriedade fundamental no processo de moldagem por injeção, para a determinação do tempo de ciclo de moldagem. Neste trabalho, a técnica de pulso de energia, normalmente aplicada para materiais cerâmicos e metálicos, é empregada na determinação da difusividade térmica de materiais poliméricos. As amostras foram preparadas em forma de discos, tendo aproximadamente 1cm de diâmetro e 0,3 a 1mm de espessura. Os resultados experimentais obtidos foram comparados com dados existentes na literatura, e com aqueles obtidos pela técnica de fio quente. A concordância entre esses resultados e a reprodutibilidade das medidas mostrou a viabilidade da utilização desta técnica experimental para materiais poliméricos.

    Abstract in English:

    The accurate determination of the thermal properties of a polymer is of fundamental importance in many processes and engineering projects. Specifically, the thermal diffusivity is an important property in the case of non-steady state problems, which occur during the heating and cooling of a polymer. In the extrusion process, the knowledge of the thermal properties is crucial in order to describe and analyse the extrusion process. In this work, the thermal diffusivity of some polymeric materials is determined by using the thermal diffusivity flash technique. The samples are prepared in the shape of discs, 1 cm in diameter and 0.3 to 1 mm thickness. The experimental results obtained are compared with those found in the literature. The reproducibility of the data is very good and they are in excellent agreement with the results obtained by the hot wire method.
  • The role of defect microstructure in the crystallization behavior of metallocene and MgCl2-supported Ziegler-Natta isotactic poly(propylenes)

    Alamo, Rufina G.

    Abstract in English:

    The intermolecular defect distribution of poly(propylenes) of the Ziegler-Natta (ZN) and metallocene (M) types is assessed by classical fractionation and analysis of the fractions by GPC and 13C NMR. In addition, the linear growth rates, a property sensitive to differences in defects distribution in the poly(propylene) chain, are used to infer the stereoblock-like intramolecular distribution of defects in industrial type ZN iPPs and their fractions. The behavior of fractions from a matched metallocene iPP provide direct evidence of the single-site nature of the catalyst. Metallocene poly(propylenes) enable a quantitative assessment of the molecular, thermodynamic and kinetic factors that govern the formation and concentrations of the a and g polymorphs. Short continuous crystallizable sequences and high crystallization temperatures favor the formation of this polymorph in homo poly(propylenes) and random propylene copolymers. Differences in the partitioning of the comonomer between the crystalline and non-crystalline regions leads to contents of the gamma phase that differ among the copolymers at any given crystallization temperature. Qualitatively these differences can be used to assess the degree to which a counit participates in the crystallite.
  • Fotopolimerização: princípios e métodos Seção Técnica

    Rodrigues, Máira R.; Neumann, Miguel G.

    Abstract in Portuguese:

    O interesse na Fotoquímica de Polímeros tem crescido nas últimas décadas devido não somente ao grande número de novas aplicações como também à repercussão do ponto de vista econômico, técnico e ecológico. A fotopolimerização/fotocura tem recebido a atenção especial devido às incontáveis aplicações e a sua importância na área de Materiais. A cinética destes processos necessita de métodos analíticos precisos e rápidos para ser avaliada. Entre os métodos analíticos convencionais, os mais usados são a gravimetria e a medida de propriedades macroscópicas, como resistência à tração, à deformação e dureza. Entretanto, para determinações mais analíticas é conveniente usar métodos que permitam estudar a cinética de fotopolimerização em tempo real. Neste sentido têm sido usadas técnicas como dilatometria, espectroscopia Raman, calorimetria, e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier em tempo real. A atividade no campo da polimerização continua a se expandir em muitas áreas e, recentemente, o interesse nos sistemas do fotoiniciação envolvendo a polimerização via radicais livres, iniciada por luz visível, tem recebido atenção especial. Recentemente, estudos sobre fotopolimerização catiônica induzida pela luz visível começaram a ser pesquisados novamente devido à grande variedade de monômeros que são polimerizáveis por via catiônica mas não por via radicar, como, por exemplo, oxiranas e éteres vinílicos.

    Abstract in English:

    The interest for Polymer Photochemistry has been growing in the last decades as a consequence not only of the great number of new applications as well as due to the repercussion of economical, technical and ecological characters. The photopolymerization - photocuring processes have received special attention due to the countless and important applications in the area of Materials. The kinetics of these processes needs fast and precise analytic methods to be evaluated. Among the conventional analytic methods, the most used are gravimetry and the determination of macroscopic properties, as resistance to traction, deformation and hardness. However, for a better insight in the reactions it is convenient to use more advanced analytic methods, in order to study the photopolymerization kinetics in real time. Dilatometry, Raman spectroscopy, calorimetry, and real time Fourier transform infrared spectroscopy are some of the techniques that have been used. Activity in the field of photopolymerization continues to expand in many areas and recently, the interest in photoinitiation systems involving the initiation of free-radical polymerization with visible light irradiation has been retaken. Additionally, studies on cationic photopolymerization induced by visible light started again to be studied because of the large variety of monomers that can be photopolymerized by via cation initiation, but not by free radicals, such as oxiranes and vinyl ethers.
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