Análise Termomecânica - TMA

A análise termomecânica  é uma técnica de análise térmica. Esta consiste em medir as propriedades físicas ou químicas de um material em função da temperatura, do tempo e da atmosfera. A TMA mede de forma precisa as alterações dimensionais de uma amostra em função da temperatura, do tempo e da força constante aplicada. Isso permite detectar eventuais transições de uma substância.

Introdução

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O aparelho de TMA é composto basicamente de um porta amostra, construído de sílica fundida ( com baixo coeficiente de expansão térmica) e um pequeno forno que envolve o porta amostra. A temperatura no interior do forno é medida com um termopar. A taxa de aquecimento é definida por meio de um controlador de temperatura.

Aparelho de TMA

Aparelho de TMA

Figura 1: À esquerda fotografia do equipamento de análise termomecânica. À direita: vista do porta amostras.

Componente do porta amostra

Figura 2; Representação esquemática do porta amostra do equipamento de análise termomecânica

Analisar as propriedades térmicas dos filmes através de análise termomecânica (TMA);

Determinar a temperatura de transição vítrea (Tg) dos filmes.

Objetivo

Materiais e Reagentes : Gelatina do tipo B extraída de pele bovina

(225 Bloom) com MW ≈ 18,2.106 gmol-1 4 poli(acrilamida-co-ácido acrílico) com MW=

200.000 gmol-1 e 10% de ácido acrílico hidrocloreto de 1-etil-3-(3-

dimetilaminopropil) carbodiimida Sorbitol e sulfato de sódio anidro ácido 2,4,6-trinitrobenzeno sulfônico

(TNBS).

Parte experimental

Foram preparados:

• Filmes puros;

• Filmes com plastificante;

• Filmes reticulados.

Parte experimental

PREPARAÇÃO DOS FILMES PURO:o Cada solução filmogênica foi preparada a

diferentes proporções de gelatina (G) e poli(acrilamida-co-ácido acrílico) (P(AAm-co-AA)) em água destilada e deionizada, de modo a formar blendas nas composições de G/P(AAm-co-AA): 100/0, 70/30, 50/50, 30/70 e 0/100 a 2% (m/v).

Parte experimental

o A solução foi inicialmente mantida a aproximadamente 55 °C por 30 minutos, para a dissolução dos polímeros. Após este tempo, a mistura foi mantida sob agitação constante por aproximadamente 24 horas, sendo então espalhadas em placas de poliestireno e o solvente evaporado em capela de exaustão. Após a remoção da água residual em estufa a vácuo por 24 horas, os filmes foram acondicionados em dessecadores para análises posteriores

Parte experimental

FILMES COM PLASTIFICANTE: Na presença de plastificante, a preparação

dos filmes consistiu da adição de 20% de sorbitol (m/m) juntamente com as quantidades apropriadas dos polímeros puros em água destilada e deionizada. Para a obtenção dos filmes o procedimento foi análogo ao descrito anteriormente.

Parte experimental

FILMES RETICULADOS: Para dimetilaminopropil carbodiimida

(EDC), primeiramente as soluções dos filmes puros e das blendas foram preparadas, e após 24 horas de agitação e uma quantidade fixa de agente reticulante foi adicionada de modo a obter-se soluções na concentração de 25 mM de reticulante.

Parte experimental

Após a adição de agente reticulante as soluções foram agitadas por poucos segundos e então espalhadas em placas de poliestireno. Os filmes foram deixados secar a temperatura ambiente por 24 horas, sendo em seguida colocados em capela de exaustão. Para a retirada de água adsorvida os filmes foram deixados em estufa à vácuo por 24 horas e então armazenados em dessecadores.

Parte experimental

ANÁLISE TERMOMECÂNICA (TMA): Amostras desses filmes nas dimensões de

10 mm x 5 mm e espessura de aproximadamente 0,6 mm, após fixação entre as hastes do aparelho TMA-50 Shimadzu,foram submetidas a um programa de temperatura que consiste de duas varreduras, sob atmosfera de nitrogênio (50 mL min-1).

Parte experimental

I. Primeiramente, para a eliminação da água adsorvida, a amostra foi aquecida a 20 ºC min-1 até aproximadamente 120 ºC permanecendo nesta temperatura por 10 minutos;

II. Após resfriamento foi realizada a segunda varredura, da temperatura ambiente até 250 ºC numa taxa de aquecimento de 10 ºC min-1.

Parte experimental