Obtenção de método interativo para ajustar os parâmetros de solubilidade tridimensionais à tensão superficial

Abstract

Os Parâmetros de Solubilidade Tridimensionais (3DSP), entre os quais se destacam os Parâmetros de Solubilidade de Hansen (HSP), desempenham um papel crucial na avaliação da afinidade entre diferentes substâncias líquidas. Originados a partir da Teoria da Solução Regular e determinados com base em propriedades físico-químicas, esses parâmetros constituem um dos modelos termodinâmicos mais amplamente empregados globalmente. Sua utilidade abrange a previsão da solubilidade de sólidos, incluindo polímeros, assim como a avaliação da capacidade de dispersão de partículas inorgânicas. Uma característica recentemente incorporada aos 3DSP é a consideração da tensão superficial e da energia de superfície, que foi originalmente incorporada por meio do método DiPEVa, detalhado no Capítulo 2 desta tese. Esses parâmetros são particularmente relevantes na formulação de emulsões, no estabelecimento de interfaces compatíveis e no processo de encapsulação de materiais, uma vez que tais processos são sensíveis às discrepâncias interfaciais. Notavelmente, uma correlação substancial entre os 3DSP e a constante dielétrica também foi identificada desde sua concepção original. No Capítulo 3, este trabalho segmentou a tensão superficial em componentes dispersivos e polares, utilizando uma adaptação da técnica Good-Girifalco em conjunto com o método DiPEVa. Os resultados desse enfoque têm implicações na determinação da adesão entre moléculas, na compreensão do espalhamento superficial e no contexto da encapsulação molecular. O Capítulo 4 concentrou-se na determinação dos parâmetros de solubilidade para a dispersão de cinco nanopartículas de carbono, comparando o método clássico de Hansen com a inovação do método DiPEVa. O novo método demonstrou, em geral, eficácia superior ou comparável na previsão da dispersão das nanopartículas, com destaque para solventes miscíveis com água e para a água em si. A análise dos parâmetros de solubilidade tridimensionais também foi estendida aos polímeros, com vistas a explorar a compatibilidade entre as nanopartículas de carbono investigadas e diferentes tipos de materiais, visando compósitos e compósitos híbridos. Essa abordagem visou fomentar o desenvolvimento de nanocompósitos e otimização de soluções com potenciais aplicações práticas.

The Three-Dimensional Solubility Parameters (3DSP), among which the Hansen Solubility Parameters (HSP) stand out, are crucial in assessing the affinity between different liquid substances. Originating from the Theory of the Regular Solution and determined based on physical-chemical properties, these parameters constitute one of the most widely used thermodynamic models globally. Its usefulness encompasses predicting the solubility of solids, including polymers, and evaluating the dispersion capacity of inorganic particles. A feature recently incorporated into 3DSP is the consideration of surface tension and surface energy, which was initially incorporated through the DiPEVa method, detailed in Chapter 2 of this thesis. These parameters are particularly relevant in the formulation of emulsions, in the establishment of compatible interfaces, and in the process of encapsulating materials since such methods are sensitive to interfacial discrepancies. A substantial correlation between 3DSP and dielectric constant has also been identified since its inception. In Chapter 3, this work segmented surface tension into dispersive and polar components, using an adaptation of the Good-Girifalco technique in conjunction with the DiPEVa method. The results of this approach have implications for determining adhesion between molecules, understanding surface scattering, and in the context of molecular encapsulation. Chapter 4 focused on determining the solubility parameters for the dispersion of five carbon nanoparticles, comparing the classic Hansen method with the innovative DiPEVa method. The new method demonstrated, in general, superior or comparable effectiveness in predicting the dispersion of nanoparticles, with emphasis on water-miscible solvents and water itself. The analysis of three-dimensional solubility parameters will also be extended to polymers to explore the compatibility between the investigated carbon nanoparticles and different materials. This approach aims to promote the development of nanocomposites and the optimization of solutions with potential practical applications.