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Detalhes do Documento


DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Título Original (PT):
POLIURETANA CONTENDO CORANTE AZÓICO E ESPAÇADOR TIPO BIS-POLIURETANA CONTENDO CORANTE AZÓICO E ESPAÇADOR TIPO BISCARBONATO COMO MATERIAL PARA FABRICAÇÃO DE FILMES NANOESTRUTURADOS
Autor:
ALESSIO, PRISCILA
Email:
prialessio@gmail.com
Instituição:
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO (UNESP) - BRASIL
Unidade:
FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA (FCT) - PRESIDENTE PRUDENTE - SP
Local de Publicação:
BAURU / PRESIDENTE PRUDENTE
Data de Publicação:
2008
Área:
MULTIDISCIPLINAR
Área de Concentração:
MATERIAIS
Titulação:
MESTRE(A) EM MATERIAIS
Orientador:
Dr. GONZALEZ, EDUARDO RENE PEREZ
Banca Examinadora:
Dr. GRAEFF, CARLOS FREDERICO DE OLIVEIRA
Dr. GONZALEZ, EDUARDO RENE PEREZ
Dr. ZUCOLOTTO, VALTENCIR
Data de Defesa:
12/08/2008
Palavras-Chave (PT):
CAPTURA DE CO2
ESPECTROSCOPIA UV-VIS
FILMES NANOESTRUTURADOS
FTIR
MICRO-RAMAN
MICROSCOPIA
NIPU
POLI(AZO)URETANA
TÉCNICA DE LANGMUIR
Resumo Original (PT):
NA PRESENTE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO APRESENTAM-SE ESTUDOS DE UM MATERIAL POLIMÉRICO DO TIPO POLI(AZO)URETANA, CHAMADA AQUI DE PAZOU, OBTIDA A PARTIR DA REAÇÃO DE AZOCORANTE COM O BISCARBONATO CÍCLICO DE DI-GLICIDILÉTER-BIS-FENOL A. A REAÇÃO DO AZOCORANTE POSSUINDO DOIS AGRUPAMENTOS ?NH2 LIVRES COM O BIS-CARBONATO CONDUZ À FORMAÇÃO DA PAZOU, A QUAL FOI CARACTERIZADA POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE CARBONO 13 (13C RMN) EM SOLUÇÃO E NA FORMA DE PÓ E CROMATOGRAFIA DE PERMEAÇÃO POR GEL (GPC). VALE RESSALTAR A IMPORTÂNCIA ECOLÓGICA E INDUSTRIAL DESTE PROCESSO, UMA VEZ QUE A POLIURETANA RESULTANTE É LIVRE DE ISOCIANATO (NIPU, DO INGLÊS NON-ISOCYANATE POLYURETHANE) E FOI OBTIDA A PARTIR DA CAPTURA E ATIVAÇÃO DO CO2. UMA VEZ CARACTERIZADO O POLÍMERO, FILMES NANOESTRUTURADOS FORAM FABRICADOS COM O OBJETIVO PRINCIPAL DE SE INVESTIGAR A ESTRUTURAÇÃO EM NÍVEL MOLECULAR DO POLÍMERO NOS FILMES FINOS. TAL ESTRUTURAÇÃO, ALÉM DAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DO MATERIAL EM SI, É UM FATOR FUNDAMENTAL NAS PROPRIEDADES ÓTICAS E ELÉTRICAS DO FILME. A IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DESTES MATERIAIS NA FORMA DE FILMES FINOS JUSTIFICA-SE PORQUE A MAIORIA DOS DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS DE MATERIAIS ORGÂNICOS É FABRICADA TENDO O FILME FINO COMO ELEMENTO TRANSDUTOR DE SINAL. TRÊS DIFERENTES TIPOS DE FILMES FINOS FORAM ESTUDADOS: FILMES DE LANGMUIR, FILMES DE LANGMUIR-BLODGETT (LB) E FILMES EVAPORADOS (OU PVD, DO INGLÊS PHYSICAL VAPOR DEPOSITION). OS FILMES DE LANGMUIR, ESTUDADOS NA FORMA DE MONOCAMADAS NA INTERFACE AR/ÁGUA, FORAM CARACTERIZADOS POR ISOTERMAS DE PRESSÃO DE SUPERFÍCIE VS ÁREA MOLECULAR MÉDIA (ISOTERMAS P-A) VARIANDO-SE DIFERENTES PARÂMETROS: SOLVENTES PARA A DISSOLUÇÃO DO POLÍMERO, TESTES DE ESTABILIDADE, CURVAS DE HISTERESES, VELOCIDADE DE COMPRESSÃO DAS MOLÉCULAS E FABRICAÇÃO DE FILMES MISTOS UTILIZANDO-SE ÁCIDO ESTEÁRICO (AE). EM SEGUIDA, OS FILMES DE LANGMUIR FORAM TRANSFERIDOS SOBRE SUBSTRATOS SÓLIDOS FORMANDO OS FILMES LB, OS QUAIS FORAM CARACTERIZADOS ESTRUTURALMENTE POR ESPECTROSCOPIA ELETRÔNICA VIA ABSORÇÃO NA REGIÃO DO ULTRAVIOLETA-VISÍVEL (UV-VIS), ESPECTROSCOPIA VIBRACIONAL VIA ESPALHAMENTO RAMAN E ABSORÇÃO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO COM TRANSFORMADA DE FOURIER (FTIR), MICROSCOPIAS ÓTICA E DE FORÇA ATÔMICA (AFM) E ESPECTROSCOPIA DE IMPEDÂNCIA. COM A TÉCNICA DE FTIR FOI POSSÍVEL INVESTIGAR AS INTERAÇÕES ENTRE O POLÍMERO E O ÁCIDO ESTEÁRICO QUANDO FORMADOS OS FILMES LB MISTOS. ALÉM DISSO, O MICRO-RAMAN POSSIBILITOU ANALISAR A MORFOLOGIA DO FILME RELACIONANDO INFORMAÇÕES ÓPTICAS E QUÍMICAS EM ESCALA NANOMÉTRICA. A MORFOLOGIA DO FILME EM ESCALA NANOMÉTRICA FOI INVESTIGADA UTILIZANDO AFM E A ESPECTROSCOPIA DE IMPEDÂNCIA FOI UTILIZADA PARA ESTUDAR COMPORTAMENTO ELÉTRICO DOS FILMES EM DIFERENTES TEMPERATURAS. A TÉCNICA DE UV-VIS FOI UTILIZADA PARA ACOMPANHAR O CRESCIMENTO DO FILME, ASSIM COMO INVESTIGAR A EXISTÊNCIA DE AGREGADOS (J E H) E DE ISÔMEROS CONFORMACIONAIS (CIS E TRANS) TANTO NO FILME LB COMO NA SOLUÇÃO. OS FILMES PVD FORAM FABRICADOS PELA TÉCNICA DE DEPOSIÇÃO TÉRMICA A VÁCUO E INVESTIGADOS PARA OBTER INFORMAÇÕES SOBRE A ORGANIZAÇÃO MOLECULAR, ISOMERIZAÇÃO CIS-TRANS E A FORMAÇÃO DE AGREGADOS TIPO J OU H. A ESTABILIDADE TÉRMICA DA PAZOU FOI CONFIRMADA ATRAVÉS DE ANÁLISES TERMOGRAVIMÉTRICAS E TAMBÉM CONVENCIONALMENTE POR ESPECTROSCOPIAS DE ABSORÇÃO FTIR E UV-VIS. A PRESENÇA DE AGREGADOS DO TIPO J PODE SER BEM DEFINIDA NOS ESPECTROS DE ABSORÇÃO DO UV-VIS PARA A PAZOU EM SOLUÇÃO E EM FILME PVD. CONTUDO, A ABSORÇÃO DO ESPECTRO DA SOLUÇÃO INDICA O DOMÍNIO DE ISÔMEROS TRANS, ENQUANTO QUE NO FILME PVD PREDOMINAM OS ISÔMEROS CIS, O QUE É UM RESULTADO INESPERADO. OS ESPETROS DE FTIR REVELAM UMA DISTRIBUIÇÃO ALEATÓRIA DAS MOLÉCULAS DE PAZOU NO FILME PVD, OU SEJA, NÃO APRESENTA ORGANIZAÇÃO MOLECULAR. A MORFOLOGIA DO FILME FOI INVESTIGADA POR MICROSCOPIA ÓPTICA E AFM. A LUMINESCÊNCIA DO FILME FOI MEDIDA EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA. UM AUMENTO ATÍPICO NA INTENSIDADE DA FLUORESCÊNCIA FOI OBSERVADO EM +150OC APÓS UM DECRÉSCIMO INICIADO A -150OC, QUE PARECE ESTAR RELACIONADO COM A REORGANIZAÇÃO NO FILME PVD, PRODUZINDO UMA NOVA FASE ESTRUTURAL.
Título (EN):
ENGLISH
Palavras-Chave (EN):
CO2 CAPTURE
FTIR
LANGMUIR TECHNIQUE
MICRO-RAMAN
MICROSCOPY
NANOSTRUCTURED FILMS
NIPU
POLY(AZO)URETHANE
UV-VIS SPECTROSCOPY
Resumo Original (EN):
THIS WORK IS RELATED TO THE RESULTS OF THE STUDY OF A POLYMERIC MATERIAL IN A FORM OF ULTRATHIN FILMS. THE STUDIED POLYMER IS A POLY(AZO)URETHANE, NAMED PAZOU, OBTAINED BY THE COPOLYMERIZATION OF A DIAZO(4-AMINOMETHYL-BENZYLAMINE) WITH THE CYCLIC BIS-CARBONATE OF DIGLICIDILETHER- BIS-PHENOL A. THE FINAL POLYURETHANE IS A NIPU, NON-ISOCYANATE POLYURETHANE MATERIAL BEING REMARKABLE THE ECOLOGICAL AND INDUSTRIAL ROLE OF MATERIALS OBTAINED FROM CO2 CAPTURE AND ACTIVATION. THE PAZOU WAS CHARACTERIZED BY CARBON 13 NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (13C NMR) IN SOLUTION AND IN SOLID STATE, AND BY GEL PERMEATION CHROMATOGRAPHY (GPC). ONCE THE POLYMER WAS CHARACTERIZED, NANOSTRUCTURED FILMS WERE FABRICATED FOR INVESTIGATING THE POLYMER STRUCTURATION AT MOLECULAR LEVEL. SUCH STRUCTURATION, IN ADDITION TO THE PHYSICAL AND CHEMICAL CHARACTERISTICS OF THE MATERIAL ITSELF, PLAYS AN IMPORTANT ROLE ON THE FILM OPTICAL AND ELECTRICAL PROPERTIES. IN FACT, MOST OF THE ORGANIC ELECTRONIC DEVICES ARE FABRICATED WITH THE SIGNAL TRANSDUCER ELEMENT AS A THIN FILM. THIS JUSTIFIES THE IMPORTANCE OF THE STUDY OF THE POLYMERIC MATERIALS IN THE THIN FILM FORM. THE FILMS HAVE BEEN STUDIED IN THE MONOMOLECULAR FORM BY THE LANGMUIR TECHNIQUE ON THE AIR/WATER INTERFACE. THE PAZOU HAS BEEN CHARACTERIZED BY ISOTHERMS OF SURFACE PRESSURE VS MEAN MOLECULAR AREA (P-A ISOTHERM). THE INFLUENCE OF THE SOLVENT HAS BEEN INVESTIGATED AND N,N-DIMETHYLFORMAMIDE (DMF) WAS CHOSEN AS THE MOST APPROPRIATE FOR P-A ISOTHERM EXPERIMENTS. HENCE, OTHER EXPERIMENTS WERE CARRIED OUT USING DMF AS SOLVENT: STABILITY TESTS, HYSTERESIS CURVES, COMPRESSION SPEED OF THE MOLECULES, AND MIXED FILMS PRODUCED USING STEARIC ACID (SA). AFTERWARDS THE LANGMUIR FILMS WERE TRANSFERRED ONTO SOLID SUBSTRATE FORMING LANGMUIR-BLODGETT (LB) FILMS, WHICH WERE CHARACTERIZED THROUGH ELECTRONIC ABSORPTION SPECTROSCOPY (UV-VIS), VIBRATIONAL SPECTROSCOPY BY RAMAN SCATTERING AND FOURIER TRANSFORMED INFRARED ABSORPTION (FTIR), OPTICAL AND ATOMIC FORCE (AFM) MICROSCOPES, AND IMPEDANCE SPECTROSCOPY. UV-VIS TECHNIQUE WAS USED FOR MONITORING THE FILM GROWTH AS WELL AS TO INVESTIGATE THE AGGREGATES (J AND H) AND ISOMER CONFORMATIONS (CIS AND TRANS) EXISTENCE IN FILM AND IN SOLUTION. WITH FTIR IT WAS POSSIBLE TO EXPLORE POSSIBLE INTERACTIONS BETWEEN PAZOU AND SA WHEN FORMING MIXED FILMS. MICRO- RAMAN ALLOWED THE MORPHOLOGICAL ANALYSES OF THE FILM COMBINING BOTH OPTICAL AND CHEMICAL INFORMATION. THE FILM MORPHOLOGY AT MICRO AND NANOMETRIC SCALES WAS ALSO INVESTIGATED USING OPTICAL AND AFM MICROSCOPES, AND THE IMPEDANCE SPECTROSCOPY WAS USED TO STUDY THE ELECTRIC BEHAVIOR OF THE FILMS AT DIFFERENT TEMPERATURES. PVD FILMS WERE FABRICATED USING THE THERMAL DEPOSITION IN VACUUM TECHNIQUE AND INVESTIGATED TO EXTRACT INFORMATION ON MOLECULAR ORGANIZATION, CIS OR TRANS ISOMERIZATION AND THE FORMATION OF J OR H AGGREGATES. THE THERMAL STABILITY OF THE PAZOU MOLECULE WAS CONFIRMED BY THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS (TG) AND ESTABLISHED BY FTIR AND UV-VIS ABSORPTION SPECTROSCOPIES. THE PRESENCE OF J-AGGREGATES CAN BE DISTINGUISHED IN THE UV-VIS ABSORPTION SPECTRA OF THE PAZOU IN SOLUTION AND IN PVD FILMS. HOWEVER, THE SOLUTION SPECTRUM SEEMS TO CORRESPOND TO TRANS ISOMERS, WHILE THAT OF THE PVD FILM TO CIS ISOMERS, WHICH IS AN UNEXPECTED RESULT. FTIR SPECTRA REVEALED A RANDOM DISTRIBUTION OF THE PAZOU MOLECULES IN THE PVD FILMS. THE FILM MORPHOLOGY WAS INVESTIGATED BY OPTICAL MICROSCOPY WITH MICROMETER RESOLUTION, AND AT THE NANOMETER SCALE WITH AFM. FILM LUMINESCENCE WAS MEASURED OVER A WIDE RANGE OF TEMPERATURE. AN UNUSUAL INCREASE OF FLUORESCENCE INTENSITY WAS OBSERVED AT +150OC AFTER A MONOTONIC DECREASE FROM -150OC, WHICH SEEMS TO BE RELATED TO A REORGANIZATION IN THE PVD FILM PRODUCING A NEW STRUCTURAL PHASE.
Arquivo:
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Criado:
06/10/2008 ÀS 10:52:28
Atualizado:
06/10/2008 ÀS 10:52:28
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26/03/2024 ÀS 12:41:03
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07/02/2024 ÀS 15:10:23
       
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