Membranas de poliamida 11 por inversão de fase: um estudo de miscibilidade, morfologia e estrutura

dc.contributor.advisor1Silva Filho, Eloi Alves da
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9306-7882
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8259708288584235
dc.contributor.authorLima, Rayanne Penha Wandenkolken
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-8558-302X
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2557592261324003
dc.contributor.referee1Dalmaschio, Cleocir Jose
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000237735786
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5209978120430790
dc.contributor.referee2Almeida, Luiz Carlos Pimentel
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/0064380963494664
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:49Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:49Z
dc.date.issued2020-02-18
dc.description.abstractPolyamide 11 (PA11) membranes are prepared by phase inversion (PI) methodology using formic acid (FA) as solvent. The membranes morphology was investigated by Scanning Electronic Microscopy (SEM) analysis. The polyamide film showed a dense and homogenous structure, on the contrary the composition of 15% (w/w) polymer membrane showed macrovoids. In the other hand, de 20 and 25% (w/w) polymer membranes showed sponge like pores structures from a thermodynamic domain. These membranes have medium pores diameters between 0-10 µm calculated by image analysis. The X-Ray Diffraction (XRD) analysis show peaks at 2θ ~ 22° characteristic of γ crystalline form for 15% (w/w) polymer membrane and predominant peak 2θ~21° attributed to α form in 20% and 25% (w/w) membranes. The convection of phase γ to α occurred in function of increase of polymer concentration in membranes and this phenomenon was observed by an additional exothermic peak in Differential Scanning Calorimetry (DSC) curves. The degree of crystallinity was 8.2%, 10.9% and 11,3% for membranes with 15%, 20% and 25% (w/w), respectively. FTIR analysis showed characteristic bands of polyamide 11 for the membrane spectrum. Corresponding in the spectrogram that more intense bands were founded in the 719 cm-1 region indicating the presence of the γ phase. Moreover, the C=O stretch (amide I) and –NH-CO- vibration group (amide II) was observed in theoretical and experimental results. The stress-strain analysis of membranes shows a proportional dependence of Young’s modulus with the increase of polymer concentration in each membrane. The observed values of Young’s Module are 2.8, 3.2 and 3.5 MPa for 15, 20 and 25% (w/w), respectively. Cellulose fibers reinforced the rigidity of the membranes, decreasing the ductility and the variation or elastic module. Was observed the presence of cellulose fibers in all membranes, since the polymeric matrix behaves like the matrix of membranes without adding cellulose reinforcement. Thus evidencing that there was no influenced of the cellulose fiber on the thermodynamic parameters of the ternary system PA11/AF/H2O during the process of reorganization of the polymeric chain in the coagulation bath
dc.description.resumoA morfologia das membranas de poliamida 11 e do filme foi investigada por análise por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), sendo que o filme de poliamida apresentou estrutura densa e a composição da membrana polimérica de 15% (m/m) apresentou macrovoids. Por outro lado, as membranas poliméricas de 20 e 25% (m/m) apresentaram estruturas de poros esponjosos gerados a partir de um domínio termodinâmico da precipitação do polímero. Estas membranas possuem diâmetros de poros médios entre 0-10 µm calculados por software de imagem. A análise de difração de raios X (DRX) mostraram picos de 2θ ~ 22 ° característicos da forma cristalina γ para a membrana polimérica de 15% (m/m) e pico predominante em 2θ ~ 21 ° atribuído à forma α nas membranas de 20% e 25% (m/m). A conversão da fase γ a α ocorreu em função do aumento da concentração de polímero nas membranas e esse fenômeno foi observado por um pico exotérmico adicional nas curvas de Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC). O grau de cristalinidade foi estipulado em 8,2%, 10,9% e 11,3% para membranas com 15%, 20% e 25% (m/m), respectivamente. A análise por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) mostrou bandas características da poliamida 11 para o espectro da membrana. Foi correspondido no espectrograma que bandas mais intensas foram encontradas na região de 719 cm-1, indicando a presença da fase γ. Além disso, o estiramento C=O (amida I) e o grupo de vibração -NH-CO- (amida II) foram observados nos resultados teóricos e experimentais. A análise de tensão deformação das membranas mostrou uma dependência proporcional do módulo de Young com o aumento da concentração de polímeros em cada membrana. Os valores observados do módulo de Young foram 2,8, 3,2 e 3,5 MPa para 15, 20 e 25% (m/m), respectivamente. As fibras de celulose reforçaram a rigidez das membranas diminuindo a ductilidade e aumentando o módulo elástico. Observou-se a presença das fibras de celulose em todas as membranas e, em relação a estrutura dos poros, houve comportamento semelhante a matriz das membranas sem adição do reforço de celulose. Sendo evidenciado que não houve influência da fibra de celulose nos parâmetros termodinâmicos do sistema ternário PA11/AF/H2O durante o processo de rearranjo da cadeia polimérica no banho de coagulação
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15004
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectMembranas de poliamida
dc.subjectMorfologia
dc.subjectAnálise mecânica
dc.subjectPolyamide membrane
dc.subjectMorphology
dc.subjectMechanical analyse
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleMembranas de poliamida 11 por inversão de fase: um estudo de miscibilidade, morfologia e estrutura
dc.title.alternativePhase inversion polyamide 11 membranes: a study of miscibility, morphology and structure
dc.typemasterThesis
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