Polímeros obtidos a partir do ácido oleico: obtenção e caracterização físico-química no estado sólido e em solução

Abstract

O ácido oleico (AO), principal ácido graxo dos óleos de oliva e canola, foi utilizado como substrato para a síntese de materiais poliméricos. Nesse sentido o ácido oleico foi esterificado com metanol originando o oleato de metila (OM). As ligações insaturadas do AO e OM foram epoxidadas usando ácido perfórmico gerado in situ. Esses materiais intermediários foram modificados por reações de polimerização. Para isso, o ácido oleico epoxidado (AOE) e o oleato de metila epoxidado (OME) foram polimerizados com o anidrido cis-1,2- ciclohexanodicarboxílico (CH) como agente de cura e trietilamina (TEA) como iniciador da reação. Em algumas reações uma pequena quantidade da resina tetrafuncional 1,4- butanodildiglicidil éter (BDGE) foi adicionada. A estrutura química dos materiais produzidos em cada etapa de reação foi elucidada através das técnicas de ressonância nuclear magnética e espectroscopia de infravermelho. As observações feitas a partir dos espectros de infravermelho e ressonância nuclear magnética de 1H e 13C indicam a formação de oligoésteres ou poliésteres para as reações de polimerização envolvendo o ácido oleico epoxidado ou oleato de metila epoxidado. O comportamento térmico e elétrico dos materiais poliméricos produzidos foi investigado através das técnicas de calorimetria exploratória diferencial, análise termogravimétrica e espectroscopia de impedância elétrica. As propriedades em solução desses materiais foram determinadas através das técnicas de espalhamento de luz. Os resultados obtidos indicam que os polímeros produzidos são termicamente estáveis em temperaturas inferiores a 200°C, além de serem bons isolantes elétricos. De acordo com o espalhamento de luz apresentam dimensões relativamente pequenas e conformação de novelo aleatório em acetona. Polieletrólitos foram desenvolvidos a partir de reações de saponificação de um dos polímeros produzidos. Esses materiais formam agregados esféricos, tais como micelas, em solução aquosa. Adicionalmente, resultados obtidos a partir da espectrofotometria na região do UV-VIS indicam que esses polieletrólitos possuem a capacidade de remover íons cúpricos em solução aquosa.

The oleic acid (OA), principal fatty acid of the olive and canola oils, is used in this research for the production of different polymeric materials. The oleic acid was firstly esterified with methanol originating the methyl oleate (MO). The unsaturation bond in the OA and MO was epoxidized with perfomic acid generated in situ. The epoxides of the oleic acid (EOA) and methyl oleate (EMO) were polymerized with cis-1,2-cyclohexanedicarboxilic anhydride (CH) as cure agent and triethylamine (TEA) as initiator. In some reactions a small amount of 1,4- butanediol diglycidil ether (BDGE) was added. The chemical structure of the epoxide intermediates and the polymers was analyzed by using nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy, which indicate the formation of oligoesters and polyesters for reactions involving the polymerization of epoxidized oleic acid and epoxidized methyl oleate. The thermal and electric behavior of the polymeric materials was investigated by differential scanning calorimetry, thermogravimetric analyses and electric impedance spectroscopy. The properties in solution of these materials were determined using light scattering techniques. The results indicate that the polymers produced are good electrical insulators and thermally stable at temperatures below 200°C. Light scattering technique reveals randon coil conformation behavior and relatively small dimensions. Polyelectrolytes (PE) have been developed from saponification reactions of the polymers. These materials are spherical aggregates such as micelles in aqueous solution. Additionally, results obtained from UV-VIS spectrophotometry indicate that these materials have capacity to remove cupric ions in aqueous solution.