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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2020.tde-28012021-165912
Documento
Autor
Nombre completo
Mayara Prado de Oliveira
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2020
Director
Tribunal
Chinelatto, Marcelo Aparecido (Presidente)
Moreira, Fernando Manuel Araujo
Silva, Maíra Martins da
Título en portugués
Síntese de copolímeros derivados de ε-caprolactona/Tetrahidrofurano e avaliação de seu efeito compatibilizante em blendas PLA/PCL
Palabras clave en portugués
Biodegradabilidade
Blendas poliméricas
Compatibilização
Copolímero
Massa molar
PCL
PLA
Polimerização
Resumen en portugués
O poli(ácido-láctico) (PLA) é amplamente conhecido como uma alternativa biodegradável aos polímeros tradicionais advindos de fontes não renováveis, sendo também bioabsorvível e biocompatível. Entretanto, suas propriedades mecânicas estão aquém da necessidade do mercado, necessitando de alterações que aumentem sua ductilidade e tenacidade. Estudos com blendas de PLA e poli(ε-caprolactona) (PCL) mostram que quando compatibilizadas, estas blendas podem superar as limitações mecânicas do PLA, tendo alto potencial de serem utilizadas em novas aplicações. Neste trabalho, copolímeros multiblocos derivados de ε-caprolactona e tetrahidrofurano, com diferentes massas molares, foram sintetizados via reação de condensação. O efeito compatibilizante desses copolímeros em blendas imiscíveis de PLA/PCL com composição 75/20% (% em massa) foi investigado. Blendas poliméricas binárias e ternárias foram preparadas a partir do estado fundido em extrusora de rosca simples, seguida por injeção de corpos de prova para avaliação térmica, morfológica e mecânica. Apesar das análises térmicas não indicarem variações significativas da Tg e Tm, a morfologia e as propriedades mecânicas obtidas permitem concluir que a presença do copolímero altera a tensão interfacial, favorecendo a adesão interfacial entre as gotas de PCL e matriz de PLA, sugerindo a existência de um limite ideal da massa molar do copolímero de acordo com a razão de viscosidade entre componentes da blenda e copolímero. O PLA de alta viscosidade apresentou propriedades mecânicas (tenacidade ao impacto, resistência à tração e flexão) melhores e mais responsivos ao tamanho médio das gotas de PCL quando comparado ao PLA de baixa viscosidade.
Título en inglés
Synthesis of copolymers derived from ε-caprolactone/ Tetrahydrofuran and evaluation of their compatibilizing effect in PLA/PCL blends
Palabras clave en inglés
Biodegradable
Compatibilization
Copolymer
Molar mass
PCL
PLA
Polymer blends
Polymerization
Resumen en inglés
Poly (lactic acid) (PLA) is widely known as a biodegradable alternative to traditional polymers from non-renewable sources and is also bioabsorbable and biocompatible. However, its mechanical properties are below the market's need, requiring changes that increase its ductility and toughness. Studies with PLA and poly (ε-caprolactone) blends (PCL) show that when compatible, these blends can overcome the mechanical limitations of PLA, with high potential to be used in new applications. In this work, multiblock copolymers derived from ε-caprolactone and tetrahydrofuran, with different molar masses, were synthesized via condensation reaction. The compatibilizing effect of these copolymers in immiscible blends of PLA/PCL with 75/20% (mass%) composition was investigated. Binary and ternary polymer blends were prepared from the molten state in a single screw extruder, followed by injection of specimens for thermal, morphological and mechanical evaluation. Although the thermal analyzes do not indicate significant variations in Tg and Tm, the morphology and mechanical properties obtained allow us to conclude that the presence of the copolymer alters the interfacial tension, favoring the interfacial adhesion between the PCL drops and the PLA matrix, suggesting the existence of an ideal limit of the molar mass of the copolymer according to the viscosity ratio between components of the blend and copolymer. The high viscosity PLA showed better mechanical properties (impact toughness, tensile strength and flexion) and more responsive to the average PCL droplet size when compared to the low viscosity PLA.
 
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Fecha de Publicación
2021-06-24
 
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