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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.88.2002.tde-18072002-164217
Document
Author
Full name
Rosa Cristina Capitão
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2002
Supervisor
Committee
Gregorio Filho, Rinaldo (President)
Hage Junior, Elias
Mattoso, Luiz Henrique Capparelli
Title in Portuguese
Estudo morfológico do PVDF e de blendas PVDF/P(VDF-TrFE).
Keywords in Portuguese
miscibilidade
morfologia
PVDF
PVDF/P(VDF-TrFE)
Abstract in Portuguese
O poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) é um polímero semicristalino que quando cristalizado a partir da fusão à temperaturas acima de 155°C apresenta uma variada morfologia cristalina, constituída por esferulitos anelados, não anelados e mistos. Abaixo dessa temperatura somente os esferulitos anelados são formados. Neste trabalho foi realizado um estudo morfológico do PVDF, procurando verificar a relação entre o tipo de esferulito formado e a fase cristalina predominante em suas lamelas. Foi verificado, por espectroscopia no infravermelho, que os esferulitos anelados apresentam exclusivamente a fase alfa, quando a cristalização ocorre a temperaturas inferiores a 155°C. Temperaturas superiores a essa induzem nessas estruturas uma transformação de fase alfa em gama, que aumenta a quantidade de fase gama com o tempo de cristalização. A taxa com que essa transformação ocorre aumenta com a temperatura de cristalização. Os esferulitos não anelados são constituídos predominantemente pela fase gama, cristalizada diretamente do fundido, com pequenas inclusões de fase alfa. O processo de fusão dos diferentes esferulitos, observado por microscopia ótica (MOLP) e medidas calorimétricas (DSC), mostraram que a temperatura de fusão da fase gama originada da transformação de fase é 8°C superior à daquela cristalizada diretamente do fundido. Micrografias de amostras aquecidas até 186°C e rapidamente resfriadas permitiram visualizar as regiões dos esferulitos anelados que sofreram a transformação de fase alfa em gama, para diferentes tempos e temperaturas de cristalização. Foi realizado, ainda, um estudo morfológico de blendas PVDF/P(VDF-TrFE), com diferentes composições e com o copolímero contendo 72% em mol de VDF. Análises térmicas (DSC) verificaram que os componentes da blenda são imiscíveis na fase cristalina, quando a cristalização ocorre a partir da fusão. Porém, micrografias obtidas por MOLP e MEV indicaram a presença de moléculas do copolímero nas regiões interlamelares dos esferulitos formados durante a cristalização do PVDF. Esse resultado sugere a miscibilidade entre os componentes no estado líquido, e que esta mistura íntima deve permanecer durante a cristalização, resultando na miscibilidade dos componentes na fase amorfa.
Title in English
Morphological study of PVDF and PVDF/P(VDF-TrFE) blends.
Keywords in English
miscibility
morphology
Abstract in English
Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) is a semi crystalline polymer that, when is crystallized from the melt at temperatures above 155°C, it presents a multiform morphology composed of ringed, non-ringed and mixed spherulites. Above this temperature only ringed spherulites are formed. In this work a morphological study of PVDF was performed, endeavoring to investigate the relation between the type of spherulite formed and the dominant crystalline phase in their lamellas. Infrared spectroscopy showed that the ringed spherulites are formed exclusively by the alpha phase when crystallization takes place at temperatures below 155°C. Higher temperatures induce a solid-state alpha in gamma phase transformation in these structures, increasing the amount of gamma phase with crystallization time. The rate at which this transformation takes place increases with crystallization temperature. The non-ringed spherulites consist predominantly of the gamma phase, crystallized from the melt, with small alpha phase inclusions. The melt process of the different spherulites, observed by optical microscopy (MOLP) and calorimetric measurements (DSC) showed that the melt temperature of the gamma phase originated from the phase transition is 8°C higher than that crystallized directly from the melt. Micrographs of samples heated up to 186°C and quickly cooled allowed visualization of the ringed spherulite regions, which underwent the alpha in gamma phase transformation at different crystallization times and temperatures. In addition, it was observed a morphological study of blends, with different compositions and the copolymer containing 72 mol% of VDF. Thermal analysis (DSC) showed that blend components are immiscible on crystalline phase, when the crystallization from the melt occurs. However, micrographs obtained from MOLP and MEV indicated the presence of copolymer on spherulites interlamellar regions, formed during PVDF crystallization. This result suggests miscibility between the components in the liquid state, and this intimate mixture must remain during crystallization, resulting in miscibility of the components in amorphous phase.
 
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Publishing Date
2002-12-20
 
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