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http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1563
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | SÍNTESE DE MICROESFERAS MAGNÉTICAS A PARTIR DE UMA MATRIZ POLIMÉRICA DERIVADA DO POLI(TEREFTALATO DE ETILENO) (PET) RECICLADO |
Autor: | Viante, Matheus Felipe |
Primeiro orientador: | Almeida, Carlos Alberto Policiano |
Primeiro coorientador: | Muniz, Edvani Curti |
Resumo: | Neste estudo, microesferas magnéticas foram produzidas pela primeira vez a partir de um produto da reciclagem química do poli(tereftalato de etileno) (PET) pós-consumo, obtido pelo método de glicólise catalisada. Os efeitos do tempo de reação e quantidade de catalisador foram avaliados e, de acordo com os resultados experimentais, a melhor condição para a glicólise do PET foi encontrada para o tempo de reação de 2 horas e razão catalisador/PET de 10,0%. Análises de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN de 1H) comprovaram que o tereftalato de bis(2-hidroxietila) (BHET) foi o principal produto da reação de despolimerização. O BHET obtido foi modificado quimicamente por meio da reação com o metacrilato de glicidila (GMA), realizada a 30 e 60°C em dimetilsulfóxido (DMSO) e catalisada por N,N,N´,N´ tetrametiletilenodiamina (TEMED). Análises de RMN de 1H e 13C indicaram que houve a inserção de grupos vínilicos provenientes do GMA na estrutura do BHET, que a modificação ocorreu em maior extensão a temperatura de 60°C e que a reação ocorre predominantemente via abertura do anel epóxido. Nanopartículas de magnetita hidrofóbica (Fe3O4@AO) foram sintetizadas com a finalidade de conferir propriedades magnéticas às microesferas poliméricas. As nanopartículas foram produzidas através do método de co-precipitação química e foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento dinâmico de luz (DLS), difração de raios X (DRX), medidas de magnetização (VSM) e espectroscopia de infravermelho (FTIR), mostrando que a magnetita foi recoberta com ácido oleico e apresentou um comportamento superparamagnético. As microesferas magnéticas foram obtidas pelo método de polimerização em suspensão, realizada a 80°C, que utilizou o monômero de BHET modificado para a síntese da matriz polimérica e diclorometano como diluente/agente porogênico. Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram a obtenção de uma partícula esférica com poros e ferro distribuído uniformemente sobre a sua superfície, e que a desestabilização da dispersão durante a reação de polimerização do BHET modificado resulta em um grande número de partículas com morfologia irregular. A mistura de GMA e BHET modificado melhorou a obtenção de partículas esféricas, pois promoveu a diminuição do efeito da ebulição do diclorometano, apontado como uma possível causa da desestabilização das gotículas de fase orgânica. Os resultados mostraram que estudos posteriores devem ser realizados sobre a estabilidade da dispersão para a produção de microesferas magnéticas com matriz polimérica derivada do PET reciclado, as quais poderão ser aplicadas futuramente na remoção de poluentes em meio aquoso. |
Abstract: | In this study, magnetic microspheres were produced for the first time from chemical recycling of post-consumer poly(ethylene terephthalate) (PET), obtained through catalyzed glycolysis method. The effects of the reaction time and the amount of catalyst were evaluated and according to the experimental results, the best condition for the glycolysis of PET was found to be 2 hours of reaction time and 10.0% for the ratio catalyst/PET. High performance liquid chromatography (HPLC) analysis and nuclear magnetic resonance of proton (1H NMR) was confirmed that bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) was the main product of the depolymerization reaction. The BHET was chemically modified by reaction with glycidyl methacrylate (GMA). The reaction was been performed at 30 and 60°C in dimethylsulphoxide (DMSO) and N, N, N ', N' tetramethylethylenediamine -catalyzed (TEMED). 1H NMR and 13C NMR analyses indicated the insertion of vinyl groups derived from GMA in the BHET structure, and the modification occurred to a greater extent at 60°C. The reaction occurred, predominantly, via opening of the epoxide ring. Hydrophobic magnetite nanoparticles (Fe3O4@AO) were synthesized in order to include magnetic properties to the polymeric microspheres. Nanoparticles were produced via chemical coprecipitation method, and were characterized by dynamic light scattering (DLS), X-ray diffraction (XRD), magnetization (VSM) and infrared spectroscopy (FTIR) techniques, which showed that magnetite was coated with oleic acid and presented a superparamagnetic behavior. The magnetic microspheres were obtained by the suspension polymerization method performed at 80°C. Modified BHET monomer was used for the synthesis of the polymeric matrix and dichloromethane was used as diluent/porogenic agent. Scanning electronic microscopy (SEM) images showed a spherical particle containing pores and iron uniformly distributed on its surface and that the instability of the dispersion during the modified BHET polymerization reaction resulted in a large number of particles with irregular morphology. The mixture of GMA and modified BHET improved the spherical shape of the particles, and it can reduce the effect of boiling dichloromethane, identified as a possible cause of instability of the organic phase droplets. The results have shown that further studies must be carried out on the dispersion stability to produce magnetic microspheres with the polymeric matrix derived from recycled PET, which may be applied in future removal of pollutants from an aqueous medium. |
Palavras-chave: | não consta |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Estadual do Centro-Oeste |
Sigla da instituição: | UNICENTRO |
Departamento: | Unicentro::Departamento de Ciências Exatas e de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química (Mestrado) |
Citação: | Viante, Matheus Felipe. SÍNTESE DE MICROESFERAS MAGNÉTICAS A PARTIR DE UMA MATRIZ POLIMÉRICA DERIVADA DO POLI(TEREFTALATO DE ETILENO) (PET) RECICLADO. 2015. 57 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava-PR. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1563 |
Data de defesa: | 3-Set-2015 |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada |
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