Poli(etileno-alt-propileno-estat-3-metil-buteno)-estat-estireno-sulfonato de sódio : propriedades térmicas e comportamento em soluções diluídas e semi-diluídas

Abstract

Desde sua introdução no mercado por volta de 1950, polímeros iônicos vem despertando um grande interesse em diversas áreas, tecnológicas e acadêmicas, devido às acentuadas modificações das propriedades dos polímeros devido à introdução de grupos iônicos em suas cadeias. Neste trabalho, foram sintetizados copolímeros estatísticos de estirenoisopreno com diferentes composições e massas molares via polimerização aniônica. As unidades de isopreno foram hidrogenadas com diimida. A seguir, foi realizada a sulfonação das unidades de estireno. Os grupos sulfonato resultantes foram, posterionnente, neutralizados com trimetilsilanolato de sódio. A análise telmogravimétrica das amostras mostra que ocorre um aumento na estabilidade télmica do polímero após a hidrogenação. Uma grande perda de massa ocorre nas amostras do polímero sufonado no intervalo de temperatura entre 60 e 210ºC. O copolímero sulfonado é muito higroscópico e esta perda de massa pode ser atribuída pelo menos parcialmente à eliminação de água pela amostra. No copolímero neutralizado, esta perda de massa não é observada. A temperatura de transição vítrea dos copolímeros, determinada através de DSC, mostra que todos os copolímeros, modificados ou não, apresentam apenas uma Tg. Esta Tg pelmanece praticamente constante com a introdução dos grupos sulfonato e posterior neutralização dos mesmos. o tempo de escoamento de soluções diluídas e semi-diluídas dos copolímeros modificados e não modificados foi determinado utilizando um viscosímetro Ubbelohde. Para concentrações baixas de polímero, a viscosidade reduzida ionômero é mais baixa que a viscosidade reduzida do polímero original devido a interações intramoleculares dominantes, que contraem a macromolécula. Para concentrações mais altas de polímero, a viscosidade reduzida ionômero é· mais alta que a viscosidade reduzida do polímero precurssor, devido ao predomínio de interações intermoleculares.

The study of the structure and the properties of ionic polymers still raises great interest in many technical and academic areas, due to the special features characteristic of this kind of materiaIs. Random copolymers of styrene-isoprene with different compositions and molecular weights were sintetized by anionic polymerization . The isoprene units were completely hydrogenated with diimide. After hydrogenation the styrene units were sulphonated. The resulting sulphonic groups were neutralized with sodium trimetylsilanolate. Thermogravimetric analysis of the samples showed an increase in the theimal' stability of the polymers after hydrogenation. A high weight Ioss in the temperature range between 60 and 210ºC was observed for the sulphonated copoIymers, but none was observed for the neutralized copoIymers at the same temperature range. The sulphonated copolymer is highly hygroscopic and this weight loss can be at Ieast parcialy attributed to water elimination by the samples. Only one glass transition temperature was observed in the DSC traces of the copolymers. The introduction of the sulphonic groups and the neutralization caused only small increase in Tg. The viscosities of dilute and semi-dilute solutions of the unmodified and modified copolymers in THF were measured with a Ubbelohde-viscosimeter. At low polymer concentrations, the reduced viscosity of the ionomer solutions were lower, due to dominant intramolecular associations, than that of the precursor polymer. On the other hand, at higher polymer concentrations the viscosity of the ionomer is higher than that of the original polymer, due to dominant intennolecular associations.