O papel da argila na estabilização térmica de nanocompósitos: um estudo da ordem local e a média distância

Abstract

Une des manières d'augmenter la stabilité thermique de polymères consiste à leur ajouter de faibles quantités d'argile dispersées dans échelle nanométrique. De tels matériaux sont appelés de « nanocomposites ». Il existe plusieurs explications à ce phénomène, comme les effets de barrière de diffusion et la formation de charbon. D’autres sont en cours de vérification, comme les effets de piégeage de radicaux par les ions qui participent à des réactions de type Fenton. Notre objectif a été de suivre in situ des transformations chimiques de la phase argile, afin de mieux comprendre comment ces nanostructures lamellaires retardent la décomposition de polymères. Pour ce faire, trois types de nanocomposites ont été préparés: i) Poly(méthyl méthacrylate)-co-Poly(trimetoxysilil propyl méthacrylate) et argiles montmorillonite (MMT) du type Cloisite (PMMA-co-PTMSM-Cloisite); ii) PMMA-argiles montmorillonites naturelles contenant différents taux d’ions Fe3+ dans les couches octaédrique (PMMA-MMT); iii) PMMA-hydroxydes doubles lamellaires (HDL), avec différentes proportions d’ ions Zn2+, Cu2+ et Fe3+ PMMA-HDL. La thermo-décomposition des argiles primitives et de leurs nanocomposites ont été suivies par des analyses thermiques, de diffusion de rayons X (SAXS et WAXS) et par spectroscopie d'absorption de rayons X (EXAFS). Les effets de l'atmosphère, de la composition chimique des lamelles, et de la quantité d'argile employée dans l'obtention des nanocomposites ont été évalués. L'étude des nanocomposites, PMMA-co-PTMSM-Cloisite a mis en évidence deux mécanismes de stabilisation. Elle a montré que l'addition d’argiles résulte en une stabilisation plus importante sous atmosphère d'air, que sous atmosphère de N2, et est aussi plus importante selon la quantité d'argile dispersée dans le polymère. La formation... (Résumé complet accès életronique cidessous)

Uma das maneiras de aumentar a estabilidade térmica de polímeros consiste na adição de baixas quantidades de argila dispersas em escala nanométrica. Tais materiais são chamados de nanocompósitos. Existem várias explicações de como as argilas promovem a estabilização térmica dos polímeros. Algumas delas bem estabelecidas, como os efeitos de barreira de difusão e formação de carvão. E outras em curso de verificação, como os efeitos de seqüestro de radicais por parte de íons que participam de reações tipo Fenton. Nesse trabalho buscou-se, através do monitoramento in situ das transformações químicas da fase argila, melhor compreender como essas nanoestruturas lamelares retardam a decomposição de polímeros. Para tanto preparam-se três tipos de nanocompósitos: i) Poli(metil metacrilato)-co- Poli(trimetoxisilil propil metacrilato) e argilas montmorilonita (MMT) do tipo Cloisite (PMMA-co-PTMSM-Cloisite); ii) PMMA-argilas montmorilonita naturais contendo diferentes razões de íons Fe3+ nas camadas octaédricas (PMMA-MMT); iii) PMMAhidróxidos duplos lamelares (HDL), com diferentes proporções de íons Zn2+, Cu2+ e Fe3+ PMMA-HDL. A termo-decomposição das argilas primitivas e dos respectivos nanocompósitos foram acompanhadas por análises térmicas, espalhamento de raios X a baixos e altos ângulos (SAXS e WAXS) e espectroscopia de absorção de raios X (EXAFS). Os efeitos da atmosfera, composição química das lamelas, e quantidade de argila empregada na obtenção dos nanocompósitos foram avaliadas. O estudo dos nanocompósitos, PMMA-co-PTMSM-Cloisite mostrou que a estabilização térmica aumenta como função da quantidade de argila dispersa no polímero. O efeito de estabilização é mais pronunciado sob atmosfera de ar, do que em atmosfera de N2. A formação de carvão também foi observada apenas sob...