Síntese e caracterização de derivados acilados do polímero poli(éter imida)(ultem 1000)

Abstract

Neste trabalho foram sintetizados cinco derivados do polímero poli(éter imida) (PEI) a partir da reação de acilação de Friedel-Crafts. Os derivados foram sintetizados a partir da PEI e diferentes cloretos de acila em presença de cloreto de alumínio como catalisador. Os cloretos ácidos utilizados foram o cloreto de acetila, cloreto de butanoíla, cloreto de hexanoíla, cloreto de decanoíla e cloreto de benzoíla, a partir dos quais foi possível obter os derivados denominados de PEI-A, PEI-B, PEI-H, PEI-D e PEI-Bz, respectivamente. Os derivados obtidos foram caracterizados por espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e também por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H NMR). Através destas análises foi possível quantificar a porcentagem de modificação para cada derivado, a partir das mudanças nos espectros de 1H NMR e o surgimento de um novo sinal de carbonila no FTIR. O grau de substituição (GS) para cada derivado foi de (PEI-A), (PEI-B), (PEI-H), (PEI-D) e (PEI-Bz). Foram também caracterizados termicamente através das analises de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e por Análise Termogravimétrica (TGA). Através da análise de DSC foi possível observar uma diminuição da temperatura de transição vítrea (Tg) dos derivados, conforme se aumentou o numero de carbonos (NC) do grupo adicionado, sendo os valores das Tg para os derivados (PEI), (PEI-A), (PEI-B), (PEI-H), (PEI-D) e (PEI-Bz). Ainda foi possível verificar que essa mudança na Tg apresenta um comportamento linear com a quantidade de carbonos adicionada e a porcentagem de modificação, sendo verificado pelo gráfico de . A equação da reta obtida para este gráfico foi ( ) . Observou-se também que a degradação dos derivados aconteceu em temperaturas mais baixas que o polímero, mas sem apresentar uma tendência clara. Foram realizados determinações em espectrometria de UV-Vis onde foi observado um aumento do coeficiente de absortividade dos derivados em relação ao polímero. Foram realizados também testes para formação de filmes, onde se verificou a fragilidade dos filmes formados que se apresentaram muito quebradiços impossibilitando testes para utilização para filmes anticorrosivos e como membranas semipermeáveis.

Abstract : In this work was performed the synthesis of five derivatives of polymer poly(ether imide) (PEI) from Friedel Crafts Acylation reaction. The derivatives were synthesized from PEI and different acyl chlorides in the presence of aluminum chloride as catalyst. The acyl chloride used were acetyl chloride, butyryl chloride, hexanoyl chloride, decanoyl chloride and benzoyl chloride, from wich was possible to obtain the derivatives named as PEI-A, PEI-B, PEI-H, PEI-D e PEI-Bz, respectively. The obtained derivatives were characterized by Fourier Transform infrared spectrometry (FTIR) and by nuclear magnetic resonance of hydrogen (1H NMR). By these analyses was possible to identify the modification percentage for each derivative, from the changes in the 1H NMR spectrum and the presence of a new carbonyl signal at FTIR spectrum. The substitution degree (GS) for each derivative was 44% (PEI-A), 41% (PEI-B), 36% (PEIH), (PEI-D) e (PEI-Bz). Moreover, the new PEI derivatives were thermally characterized by analysis of differential scanning calorimetry (DSC) and by Thermogravimetric analysis (TGA). By DSC analyses was possible to observe a decrease of glass transition temperature (Tg) of derivatives, with the increase of carbons number (NC) of additional group. The derivatives Tg values were (PEI), (PEI-A), (PEI-B), (PEI-H), (PEI-D) e (PEI-Bz). It was possible to identify that this change of Tg show a linear comportment with the number of carbons added and the percentage of modification of polymer, being verified by the plotting . The linear equation obtained for this graphic was ( ) . Besides that, it was observed the derivatives degradation happened in lower temperatures than the polymer (PEI), but without a clear tendency. Determinations were performed in UV-Vis spectrometry where an increase of the absorption coefficient of the derivatives with respect to the polymer was observed. Tests were also carried out for film formation, where the brittleness of the films that were very brittle was verified, making it impossible to use tests for anticorrosive films and as semipermeable membranes.