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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.76.2001.tde-21072009-165655
Document
Author
Full name
Fábio Becker Guedes
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2001
Supervisor
Committee
Bonagamba, Tito Jose (President)
Baffa Filho, Oswaldo
Colombo, Márcio Francisco
Nascimento, Otaciro Rangel
Villar, Jose Daniel Figueroa
Title in Portuguese
Estudo da dinâmica e conformação de polímeros utilizando-se técnicas avançadas de RMN no estado sólido (exchange e double quantum).
Keywords in Portuguese
Double quantum
Exchange
Polímeros
RMN do estado sólido
Abstract in Portuguese
Esta tese baseia-se no estudo da dinâmica e conformação de polímeros no estado sólido utilizando-se técnicas modernas de RMN. Para o estudo quantitativo da dinâmica molecular lenta dos grupos laterais em uma série de poli (alqui1 metacrilato)s que apresentam diferentes tamanhos para os seus grupos laterais foram utilizadas duas novas técnicas de exchange: centerband-only detection of exchange (CODEX) e pure exchange (PUREX). Rotações dos grupos ésteres de 180° flip) acopladas a movimentos de pequenos ângulos em torno da cadeia principal (< 20°), que são associados a relaxação β nestes polímeros, são observados distintamente. As porcentagens de grupos laterais que realizam os movimentos de flip foram obtidas com 3% de precisão. Esses valores decrescem com o tamanho do grupo lateral, indo de 34% (PMMA) até cerca de 10% (PcHMA) à temperatura ambiente. No PMAA nenhum movimento lento dos grupos laterais é detectado. A fração de grupos laterais que realizam o flip se mantém constante com o aumento da temperatura para o PMMA até próximo da sua transição vítrea (Tg), enquanto que para o PEMA, o PiBMA e o PcHMA essa fração aumenta continuamente até próximo da Tg (de 31% para 80% para o PEMA). Movimentos independentes de pequena amplitude (< 5°) que cooperam para a acomodação dos grupos laterais durante o flip das cadeias vizinhas também foram verificados. O monitoramento do sinal atribuído ao grupo CH2 através da técnica CODEX confirma os resultados obtidos para o movimento da cadeia principal. Além disso, observa-se em alguns poli(acri1atos α-substituídos) que o tamanho dos grupos laterais a também têm influência na fração dos grupos ésteres que sofrem reorientação a 25°C . Para o estudo da conformação de polímeros foram implementados experimentos Double Quantum, que determinam ângulos de torção entre pares 13C-13C na cadeia polimérica. Foram realizados experimentos para dois polímeros, poli(óxido etileno) - (POE) e poli(eti1eno teraftalato) - (PET), enriquecidos em 13C com e sem desacoplamento homonuclear (13C-13C) em um espectrômetro Variam Inova 400.
Title in English
Study of polymer dynamics and conformation using solid state NMR advanced techniques (exchange and double quantum).
Keywords in English
Double quantum
Exchange
Polymers
Solid state NMR
Abstract in English
This work is based on the study of dynamics and conformation of solid-state polymers, using NMR modern techniques. For the quantitative study of slow sidegroup dynamics in a series of poly(alkyl methacrylate)s and other of poly(α-substituted acrylate)s with varying sidegroup sizes two new 13C exchange techniques were used: centerband-only detection of exchange (CODEX) and pure exchange (PUREX). Flips and small-angle motions of the ester groups associated with the p-relaxation are observed distinctly, and the fraction of slowly flipping groups has been measured with 3% precision. A decreasing in these values occurs growing the sidegroup size. In PMMA, 34% of sidegroups flip, while the fraction is c.a. 10% in PcHMA around room temperature. In PMAA, no slow sidegroup flips are detected. In PMMA, the flipping fraction is temperature-independent between 25°C and 96°C, while in PEMA, PiBMA, and PcHMA it increases continuously between room temperature and Tg (from 31 to 80% for PEMA). Backbone CH2 CODEX data confirm the results obtained for the main chain movements. Flip-independent small amplitude motions (< 5°) are also observed. Besides, it is noticed that in some poly(α -substituted acrylate)s the a sidegroup size has influence in the fraction of slowly flipping ester groups at 25°C. For the study of polymers conformation Double Quantum NMR experiments were used, for torsion angles determination between 13C-13C pairs through the polymer chain. Experiments for two standards 13C labeled samples: poly(ethy1ene oxide) - (PEO) and poly(ethy1ene teraftalate) - (PET) were performed, with and without homonuclear decoupling (13C-13C), in a Varian Inova 400 spectrometer.
 
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Publishing Date
2009-08-07
 
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