Um novo método para investigar cinéticas de polimerização baseado em RMN

Abstract

A pesquisa e o desenvolvimento de procedimentos para sintetizar polímeros com propriedades específicas é uma área tecnológica de intensa atividade nos dias atuais. Este desenvolvimento depende, em parte, da habilidade de acompanhar e entender a cinética de polimerização destes materiais. Por exemplo, a rigidez mecânica de um polímero depende do tamanho de suas cadeias. Por sua vez, para polimerizações em cadeia, o tamanho das cadeias depende de como ocorre a fase de auto-aceleração durante a polimerização. Desta forma, o desenvolvimento de técnicas e métodos que permitam seguir a cinética de polimerização é de grande interesse científico e tecnológico. Neste trabalho, desenvolvemos um novo método de acompanhamento da cinética de polimerização baseado, essencialmente, em medições do tempo de relaxação spin-rede, T1, dos núcleos de hidrogênio, em função do tempo de polimerização, usando uma decomposição multi-exponencial da evolução da magnetização, em experimentos de inversão-recuperação. Este método é capaz de produzir estimativas das concentrações de sítios monoméricos e sítios poliméricos em função do tempo. O método foi testado no acompanhamento da cinética de polimerização de dois tipos de polímeros: o Resapol 10-249, uma resina comercial a base de poliéster, e o poli(metil metacrilato) (PMMA). Além disso, os experimentos foram realizados sob várias concentrações inicias dos reagentes. Para assegurar os resultados obtidos com este novo método, realizamos experimentos de espectroscopia no infravermelho, com amostras de PMMA, preparadas nas mesmas concentrações que as amostras utilizadas nos experimentos de RMN. Também foram realizadas medidas da temperatura da reação Uma das vantagens do novo método é que podemos acompanhar a conversão de monômero em polímero assim como a formação do polímero propriamente dito. Finalmente, as medições no MMA, sugerem que o método de relaxometria por RMN é sensível à formação de mais de um tipo de polímero, o que seria muito desejável, visto que traria mais informação sobre a cinética de polimerização de copolímeros, por exemplo. Uma outra possibilidade seria a de que o método estaria detectando dois comprimentos de cadeia médios distintos. A habilidade de reconhecer uma distribuição de comprimentos de cadeia bimodal também seria bastante desejável