Oligômeros de ésteres e poliésteres derivados de epóxi-ésteres do óleo de girassol: preparação e caracterização química e físico-química

Abstract

Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados oligômeros de ésteres e poliésteres a partir do óleo de girassol. Esses materiais foram posteriormente usados para a obtenção de polieletrólitos. As estruturas de oligômeros de ésteres e poliésteres foram obtidas através da reação dos epóxi-ésteres derivados do óleo de girassol com o anidrido cis-1,2 ciclohexano dicarboxílico, na presença de trietilamina. Além disso, foram estudados sistemas com diferentes quantidades da resina 1,4-butanodiol diglicidil éter (BDGE), para aumentar a capacidade de reticulação. Foram analisados aspectos relativos à síntese das estruturas, como a influência das quantidades de trietilamina e da resina BDGE na massa molar e nas características finais dos produtos obtidos. A caracterização das estruturas obtidas em cada uma das etapas de reação foi realizada utilizando espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C. O comportamento térmico dos produtos finais obtidos da abertura do anel oxirânico foi estudado através das técnicas de calorimetria diferencial exploratória e análise termogravimétrica. Foi observado que o BDGE aumenta a capacidade de ligação entre as cadeias, o que resulta em um aumento na massa molar e maior estabilidade térmica dos produtos obtidos. Estruturas de polieletrólitos solúveis em água foram obtidas a partir dos poliésteres com maior massa molar pela remoção dos grupos metila em meio básico. A capacidade do polieletrólito na remoção de íons bivalentes de cobre a partir de diferentes soluções aquosas de CuSO4.5H2O foi obtida a partir da técnica de espectrofotometria na região do UV-VIS. Os polieletrólitos na presença de íons de cobre produzem estruturas polieletrólito-cobre insolúveis em água. Pode-se observar que a quantidade de íons Cu+2 removidos é diretamente proporcional à quantidade de PE adicionada ao sistema, independente da concentração de cobre na solução de partida. A capacidade de remoção de íons bivalentes de cobre foi de 0,035 g de Cu+2 por grama de polieletrólito utilizado.

In this work new structures from oligoesters and polyesters from sunflower oil were synthesized and characterized. Afterwards, these materials were used to prepare polyelectrolyte. Oligoesters and polyesters were synthesized from the reaction of fatty acid methyl epoxy-esters, obtained from sunflower oil, with cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride in the presence of triethylamine (TEA). Different amounts of the resin 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDGE) were added in order to increase the capacity of crosslinking. The molar ratio of BDGE used in system was between 0 and 0.066. The intermediate structures, as well as the oligoesters and polyesters produced, were analyzed by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance (1H, 13C - NMR). The thermal behavior of the products was realized through Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetric analyses. The presence of BDGE in the materials chains increases the bonding capacity resulting in a higher molecular weight material which presents good thermal stability. The products obtained with different amounts of BDGE in two molar ratio of TEA (2,0.10-3 and 8.5.10-3), present similar chemical structure but, depending on the amount of the epoxy resin BDGE, it can be observed thermoplastic or thermo rigid products. The thermoplastic materials presented molar weight between 3,844 g/mol and 13,350 g/mol. Polyelectrolyte was obtained by removal of the methyl groups from the polyesters and tested the capacity of copper removal from different CuSO4.5H2O solutions. The amount of the removed Cu+2 ions is proportional to the amount of add polyelectrolyte, independent of the initial Cu+2 concentration. It was found that 0.035 g de Cu+2 can be removed by 1 g of this polyelectrolyte. These materials, in presence of ions copper, produce insoluble polyelectrolyte-copper structures.