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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2016.tde-06052016-090006
Document
Author
Full name
Adriane de Medeiros Ferreira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2015
Supervisor
Committee
Carvalho, Antonio José Felix de (President)
Chinelatto, Marcelo Aparecido
Pavinatto, Felippe José
Róz, Alessandra Luzia da
Trovatti, Eliane
Title in Portuguese
Homopolímeros e copolímeros furânicos termorreversíveis
Keywords in Portuguese
Materiais renováveis
Poliésteres
Polímeros
Poliuretanos
Termorreversíveis
Abstract in Portuguese
Na presente tese foram preparados poliésteres derivados de dois materiais renováveis o ácido 2,5-furanodicarboxílico (AFD) e a isoidida. Foram também preparados monômeros dihidroxílados para uso em poliesterificações e em reações com diisocianatos contendo um aduto de Diels-Alder (DA) formado pela reação de um grupo furano e uma maleimida (reação entre uma bismaleimida e o álcool furfurílico). Esses diois foram utilizados na preparação de poliésteres e poliuretanos termorreversíveis. A termorreversibilidade dos materiais preparados advém do fato de que os adutos de DA são termorreversíveis (rDA). Portanto, ao aquecer os poliésteres preparados com aduto-DA são originados monômeros difuncionais com grupos furano e/ou maleimida. O produto da rDA pode então ser repolimerizado, mas não via reações de poliesterificação ou isocianato/hidroxila, mas pelo acoplamento furano/maleimida (DA). Por fim uma nova rota para a obtenção de copolímeros aleatórios foi investigada. Essa rota consiste em provocar a rDA de uma mistura de dois homopolímeros distintos obtidos por polimerização em etapas contendo no interior de suas unidades repetitivas adutos de Diels-Alder e em seguida provocar a sua repolimerização via DA para dar origem a um copolímero aleatório. Os materiais foram caracterizados por suas estruturas químicas por Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear de próton (RMN ¹H). Foram feitos ensaios de cromatografia de permeação de gel (GPC), onde notou-se uma massa média numérica e ponderal para os poliésteres obtidos a partir do AFD e também para o poliéster e poliuretano termorreversíveis de aproximadamente 1600 g.mol¹. Nos ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) foi obtido Tgs variados para os poliésteres obtidos a partir do AFD indo de 88 a 159ºC, de 80ºC para o poliuretano termorreversível e de 106ºC para o poliéster termorreversível. Para a análise termogravimétrica (TGA) foi observado temperaturas de degradação para os poliésteres obtidos a partir do AFD em torno de 280ºC. Para a análise térmica dinâmico-mecânicas (DMTA) obteve-se Tg's em 117, 123 e 120ºC para o poliéster, o poliuretano e o copolímero termorreversíveis.
Title in English
Thermoreversible furanic homopolymers and copolymers
Keywords in English
Polyesters
Polymers
Polyurethanes
Renewable materials
Thermoreversible
Abstract in English
In this thesis it was prepared polyesters of two renewable monomers, the 2.5-furandicarboxylic acid and isoidide. Dihydroxy monomers were also prepared for use in polysterification and in reactions with diisocyanates, both containing Diels-Alder adduct in the molecule formed by the reaction of a furan group and a maleimide (reaction between bismaleimide and furfuryl alcohol). These diols were used in the preparation of thermoreversible polyesters and polyurethanes. The thermoreversibility of these materials comes from the fact that the DA adducts are thermoreversible (rDA). Therefore, heating these polymers give rise to difunctional monomers with an adduct-DA with furan and/or maleimide functions. The product of the rDA may then be polymerized not via polysterification reactions or isocyanate/hydroxyl, but by furan/maleimide coupling (DA) restoring the DA adduct. Finaly a new route to obtain random copolymers was investigated. This route consists in the rDA of a mixture of two different homopolymers obtained by polymerization in stages containing adducts producing monomers with furan and maleimide functions that can be polymerization via DA reaction to give a random copolymer. The materials were characterized by their chemical structures by infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance of proton (¹H-NMR), gel permeation chromatography (GPC), experiments were made, where it was noticed a number and weight average mass for the polyesters obtained from the AFD and also for the thermoreversible polyester and polyurethane 1600 gmol¹. In differential scanning calorimetry tests (DSC) was obtained Tg's for various polyesters obtained from the AFD ranging from 88 to 159°C, 80°C for the thermoreversible polyurethane and 106°C for the thermoreversible polyester. For the thermogravimetric analysis (TGA) was observed degradation temperatures for the polyesters obtained from the AFD around 280°C. For dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) Tg was obtained in 117, 123 and 120°C for polyester, polyurethane and copolymer thermoreversible.
 
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Publishing Date
2016-05-09
 
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