Modificação estrutural de triacilgliceróis visando a obtenção de monômeros e polímeros seguindo os princípios da química verde: rotas sintéticas mais eficientes com menor gasto energético

Autor(es)

Rafael Turra Alarcon

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Bauru. 2022-05-24.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências. Bauru
• Data de defesa: 2022-05-06
• Orientador: Gilbert Bannach

Resumo

Pesquisas visando a síntese de polímeros utilizando compostos químicos renováveis são cada vez mais frequentes. O óleo vegetal (triacilgliceróis) é um excelente exemplo de composto químico renovável que pode facilmente ser extraído e então modificado para ser aplicado na área de polímeros. Entretanto, apenas a utilização de compostos renováveis já não se faz mais suficiente para uma pesquisa; desta forma, procura-se a utilização de rotas mais eficientes e limpas bem como, um menor gasto energético nos processos de síntese. Para tanto, os 12 princípios da Química Verde podem auxiliar nas pesquisas. Um dos princípios, descreve que os experimentos devem ser feitos se possível em temperatura ambiente para não gerar um gasto energético desnecessário; entretanto muitas reações não ocorrem em temperatura ambiente mesmo com catalisadores apropriados. Faz-se assim necessário a utilização de sistemas que forneçam energia e sejam melhores que as rotas térmicas convencionais; consequentemente, pode-se utilizar sistemas de micro-ondas e reações por luz (fotoquímica). Visando estes aspectos, triacilgliceróis foram quimicamente modificados por irradiação de micro-ondas para a síntese de óleos maleinizados. Estes apresentaram 54% mais incorporação de anidrido na estrutura do que os sintetizados pela rota térmica convencional em apenas 15 minutos de reação. A síntese de monômeros por irradiação de micro-ondas mostrou-se eficiente e limpa quando comparada a rota térmica convencional. Ademais, os óleos maleinizados foram reagidos com dietilenoglicol ou glicerol para obtenção de polímeros que apresentam luminescência sob luz UV, devido ao efeito de emissão induzida por agregação-AIE. A reação foi rápida e não exigiu presença de catalisadores. Triacilgliceróis de baru e macaúba foram epoxidados de maneira eficiente utilizando catalisador heterogêneo (Amberlite IR-120). Estes foram reagidos com CO2 na presença de um catalisador de alumínio para a obtenção de triacilgliceróis carbonatados com conversão ≥99,9. Os triacilgliceróis carbonatados foram reagidos com diaminas para a síntese de polihidróxiuretanos, estes apresentam propriedades de self-healing quando expostas a luz vermelha (660 nm). O triacilglicerol epoxidados de macaúba foram reagidos com ácido acrílico para a síntese de óleos acrilados. O respectivo óleo apresenta autopolimerização sob luz UV sem a necessidade de fotoiniciadores, sendo promissores para a utilização em impressoras 3D. Os materiais poliméricos foram caracterizados por Termogravimetria-Análise Térmica Diferencial Simultânea (TG-DTA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), para a determinação da estabilidade térmica, etapas de degradação e transições vítrea e topológica. As técnicas de espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho médio (MIR) e Ressonância Magnética Nuclear (1H-RMN e 13C-RMN) foram utilizados para estudar as modificações estruturais nos óleos vegetais após as reações. (AU)

• Processo FAPESP: 18/03460-6 - Modificação estrutural de triglicerídeos visando a obtenção de novos monômeros e polímeros por diferentes rotas sintéticas: irradiação de micro-ondas e fotopolimerização
• Beneficiário: Rafael Turra Alarcon
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado