Extensão de cadeia de poli(ácido láctico) visando a produção de espumas por SSP e processamento reativo

• Processo: 20/07633-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Silvia Helena Prado Bettini
• Beneficiário: Silvia Helena Prado Bettini
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: José Augusto Marcondes Agnelli ; Rosario Elida Suman Bretas
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/04934-2 - 39th International Conference of the Polymer Processing Society, AR.EXT
• Assunto(s): Polímeros (materiais) Ácido láctico Espumas cerâmicas Polimerização Estado sólido
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: espumas | Extensão de cadeia | Poli(ácido láctico) | Polimerização no estado sólido (SSP) | processamento reativo | Materiais poliméricos

Resumo

O poli (ácido láctico) (PLA) é um dos polímeros mais estudados e com maior disponibilidade comercial entre os polímeros biodegradáveis, classe que recebe crescente atenção devido a motivações ambientais. No entanto, sua aplicação como matriz de espumas poliméricas é dificultada por sua baixa resistência no fundido. Diversas estratégias têm sido utilizadas para contornar este problema, como a modificação química para a extensão de cadeia e a formação de blendas ou compósitos. A elevada elasticidade do fundido, e consequentemente sua maior resistência, pode ser obtida pela introdução de ramificações longas, ou pelo aumento da massa molar. Para tal, processos de obtenção podem ser empregados, entre os quais tem-se a polimerização no estado sólido (SSP) e o processamento reativo. Polimerização no estado sólido (SSP) é um método tradicional de aumento de massa molar para poliésteres, embora pouco explorada para o PLA, que gera produtos com elevada pureza e massas molares ajustáveis, em tempos longos de reação. O processamento reativo se apresenta como uma técnica de modificação de polímeros, que alia processamento com a reação em poucos minutos, o que viabiliza economicamente sua produção, mas, diferentemente da SSP, os produtos obtidos apresentam menor pureza e no qual reações laterais são recorrentes. Neste projeto, propõe-se como objetivo principal a investigação da SSP como processo de extensão de cadeia para aumento da viscosidade extensional do PLA. Variáveis de processo e de estrutura inicial do PLA serão investigadas. As variáveis de estrutura serão a massa molar inicial, catalisadores ou presença de enxertia. As variáveis de processos serão o tempo, temperatura e pré-cristalização, de forma a obter materiais com propriedades compatíveis com o processo de espumação. Para efeito de comparação, o processamento reativo em reômetro de torque também será realizada, utilizando-se dois extensores diferentes, o metacrilato de glicidila e um composto baseado em carbodimida. As técnicas de caracterização que serão empregadas, antes e após reações, serão cromatografia por exclusão de tamanho (SEC), titulação de grupos ácidos, bem como análises reológicas, em regimes permanente (viscosidade em cisalhamento, primeira diferença de tensões normais), transiente (crescimento de tensões, relaxação de tensões, recuperação elástica e viscosidade extensional) e oscilatório (propriedades visco elásticas lineares). Os materiais com propriedades mais promissoras serão então espumados, e a morfologia das espumas obtidas será caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). (AU)