MUDANÇAS NA CRISTALIZAÇÃO E PROPRIEDADES REOLÓGICAS DE SOLUÇÕES DE POLI(ETILENO GLICOL) EM PRESENÇA DE ACETATO DE CELULOSE


Raquel Nunes Pires (IC), Valdir Soldi (PQ), Bernhard A. Wolf (PQ)1,

Alfredo T. Nunes Pires (PQ)

Departamento de Química – Universidade Federal de Santa Catarina

88040-900 Florianópolis – SC

1Institut fur Physikalische Chemie – Universitat Mainz, Alemanha



palavras chave: poli (etileno glicol), acetato de celulose, reologia



O estudo das propriedades de polímeros e/ou misturas de polímeros em solução permitem uma avaliação das aplicações práticas de sistemas poliméricos, bem como das condições experimentais para se obter um determinado produto com propriedades específicas. As propriedades reológicas de uma solução polimérica podem depender de diferentes fatores, tais como: solvente, temperatura, massa molar e grupos funcionais na cadeia polimérica.

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da presença de acetato de celulose [AC] (Mn = 46000 g/mol) na cristalização e viscosidade de soluções de poli(etileno glicol) [PEG] (Mn = 8900 g/mol) em cicloexanona (CHO), a diferentes temperaturas e velocidades de cisalhamento.

Os polímeros e solventes foram utilizados sem purificação prévia. Inicialmente, foi avaliado a miscibilidade da blenda PEG/AC em ausência de solvente. O filme sólido foi obtido a partir de uma mistura de soluções de PEG e AC em tetraidrofurano (THF) e posterior evaporação do solvente a 40oC, para evitar a cristalização do PEG. Análise térmica dos filmes homogêneos da blenda de PEG/AC sugerem uma mistura imiscível, uma vez que a temperatura de fusão permanece inalterada e as temperaturas de degradação bem definidas, mantendo os mecanismos de decomposição. A temperatura de cristalização do PEG em solução de CHO foi acompanhada a diferentes concentrações, variando de 10 para 25o C para a faixa de 10 a 35% (m/m) de PEG. A presença do componente amorfo (AC) na solução de PEG não influenciou o tamanho dos cristalitos, observados num microscópio de transmissão, com polari-zadores cruzados. As medidas de visco-sidade foram obtidas num equipamento montado a partir de partes óticas comerciais, utilizando um reometro Haake com controle de taxa de cisalha-mento (Figura 1). A parte central consiste de um sistema de rotor que permite medida simultânea da viscosidade da amostra e da razão de intensidade I/Io, onde I e Io denotam a intensidade de luz que passa através da amostra (refletida pelo cilindro interno) e a intensidade de luz incidente da fonte laser, respectivamente. Nesta configuração, o equipamento pode ser utilizado para a faixa de temperatura de 5 a 100oC e taxa de cisalhamento de 1 a 350 s-1.


A Figura 2 mostra uma curva da razão de intensidade em função da temperatura para uma solução de PEG/CHO 15% m/m. A temperatura ambiente esta solução é homogênea, iniciando o processo de cristalização a 15oC, conforme pode ser observado pela variação da taxa de luz transmitida. A curva de aquecimento indica uma temperatura de fusão superior, passando-se a ter a solução homogênea a temperaturas superiores a 40oC. A temperatura de cristalização do PEG para a faixa de taxa de cisalhamento de 1 a 100 s-1 não varia, sendo que a formação dos cristalitos altera a viscosidade da solução, conforme pode ser observado na figura 3. Para valores superiores da taxa de cisalhamento foi observado aumento da temperatura de cristalização para mesma solução. A adição de AC à solução de PEG/CHO reduz a temperatura de cristalização do componente semi-cristalino, conforme pode ser obser-vado na figura 4, para taxa de cisa-lhamento constante de 1 s-1. Compor-tamento análogo foi observado para diferentes taxas de cisalhamento. Concluindo, a blenda de PEG/AC é imiscível e a temperatura de cristalização do PEG em solução é influenciado pela taxa de cisalha-mento e presença de um componente amorfo.


UFSC/CNPq

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