Determinação do

Parâmetro de Solubilidade

de Poliuretanos de PBLH

Nickolle dos Santos

Sylvia Guarneri Ferreira

Resumo

Este trabalho descreve a determinação do parâmetro de solubilidade de poliuretanos

segmentados, obtidos a partir de polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH), di-isocianato de

tolileno (TDI) e como extensores de cadeia 2, 2’-di-hidroxi-isopropil N, N’anilina (DHPA); ou

1,3 - propanodiol (PDO); ou 1,4 - butanodiol (BDO); ou 1,6 – hexanodiol (HDO). Foi possível

determinar o parâmetro de interação polímero-solvente (χ), a densidade de ligações

cruzadas (ν), e o peso molecular médio entre pontos de entrecruzamentos ( 𝑀𝑐 ). A

funcionalidade maior do que 2,0 do PBLH propicia a formação de ligações cruzadas no

segmento flexível.

Introdução

Parâmetro de Solubilidade (δ) e de interação polímero-solvente (χ)

Densidade de ligações cruzadas (ν)

ν= ρ

𝑀𝑐(Equação 1)

Onde:

ν é a densidade de ligações cruzadas

ρ é a densidade do polímero

𝑀𝑐é o peso molecular médio entre pontos de entrecruzamento

Introdução

Teoria de Flory-Rehner

ν = − ln(1 − 𝑉𝑟 + 𝑉𝑟 + χ𝑉𝑟²] / ρ𝑉1(𝑉𝑟1

3 − 𝑉𝑟/2) (Equação 2)

Onde:

ν é a densidade de ligações cruzadas

ρ é a densidade do polímero

Χ é o parâmetro de interação polímero-solvente

𝑉𝑟 é o volume reduzido (volume da amostra seca/volume da amostra inchada)

𝑉1 é 𝑜 volume molar do solvente puro.

Materiais

Acetato de etila;

Acetona;

Clorofórmio;

Diclorometano;

Metil etil cetona;

Tetracloreto de carbono;

PBLH (Liquiflex P);

DHPA;

PDO;

BDO;

HDO;

Métodos

Preparação do poliuretano

Formação do pré-polímero

Formação do poliuretano

Ensaios de inchamento

𝑆% =𝑊 −𝑊𝑜

𝑊𝑜. 100 (Equação 3)

Onde:

S% é o inchamento no equilíbrio

W é o peso final

𝑊𝑜 é o peso inicial

Resultados e Discussões

Síntese dos poliuretanos

Resultados e Discussões

Resultados e Discussões

Dependência entre o grau de inchamento no equilíbrio de um polímero

(Q)

𝑄 = 𝑄𝑚á𝑥 exp[ −𝑉1 δ − δ22] (Equação 4)

Onde:

𝑉1 é o volume molar do solvente

O parâmetro de solubilidade do polímero (𝛿2) será igual ao parâmetro de

solubilidade do solvente (𝛿1), correspondente a Qmáx.

(𝛿2) = (𝛿1) ± [1

𝑉1ln

𝑄𝑚á𝑥

𝑄

1/2(Equação 5)

Resultados e Discussões

Coeficiente de inchamento no equilíbrio:

𝑄 =𝑚−𝑚𝑜

𝑚𝑜. ρ (Equação 6)

Onde:

𝑚 é a massa do polímero inchado

𝑚𝑜 é a massa do polímero seco

ρ é a densidade do solvente

Resultados e Discussões

Comportamento típico de um poliuretano estendido com DHPA

Resultados e Discussões

Obtenção do valor do parâmetro de solubilidade do polímero estendido

com DHPA

Resultados e Discussões

Parâmetro de interação polímero-solvente (χ)

χ = χℎ + χ𝑠 (Equação 7)

Onde:

χℎ é o componente entálpico

χ𝑠 é o componente entrópico

Sendo:

χℎ =δ1 − δ2

2

𝑅𝑇Equação 8

Onde:

R é a constante dos gases

T é a temperatura absoluta

Resultados e Discussões Valores obtidos nos ensaios de inchamento

Conclusão

O método pressupõe que as interações moleculares sejam unicamente do tipo dispersivo.

É adotado quando estas interações estão de forma efetiva.

Os poliuretanos segmentados formam sistemas bifásicos. No caso do utilizado neste

trabalho, as ligações cruzadas encontram-se no domínio constituído pelo segmento

flexível, com funcionalidade média igual a 2,2 do PBLH

Os resultados representam um valor médio que reflete a contribuição de cada interação

polímero-solvente diferente para cada domínio.

Referência

SANTOS, E. M. Determinação do Parâmetro de Solubilidade de Poliuretanos

de PBLH. Polímeros: Ciência e Tecnologia, Curitiba, v. 10, n. 2, p. 64-69,

2000. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/po/v10n2/3113>