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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Estudo da autoassociação induzida por temperatura em sistemas de sais complexos de bloco neutro de poli(óxido de etileno), PEO, e poli(N-isopropilacrilamida), PNIPAm  
Title Alternative: Study of temperature-induced autoassociation in neutral block complex salt systems of poly(ethylene oxide), PEO, and poly(N-isopropylacrylamide), PNIPAm  
Author: Carneiro, Nathália Medeiros, 1986-
Advisor: Loh, Watson, 1965-
Abstract: Resumo: Neste trabalho foi investigada a preparação e caracterização de sais complexos de bloco neutro termossensíveis, partículas multimicelares em misturas aquosas de um surfactante quaternário de amônio, CnTAOH (n=12 ou 16) com os copolímeros dibloco poli(N-isopropilacrilamida-b-ácido acrílico), PNIPAm-b-PAA, e poli(óxido de etileno-b-ácido acrílico), PEO-b-PAA, ou com a mistura desses copolímeros, em diferentes composições. A formação dos sais complexos de bloco neutro está baseada na interação eletrostática do surfactante catiônico com o copolímero de poli(ácido acrílico). Essas partículas formam dispersões cineticamente estáveis e apresentam núcleo líquido-cristalino com estrutura micelar cúbica ou hexagonal, como verificado por medidas de espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS) a depender do tamanho da cadeia hidrocarboneto do surfactante. Misturas com diferente proporção mássica dos dois copolímeros em bloco e quantidades estequiométricas de surfactante foram preparadas e seu comportamento frente à temperatura, à concentração, à hidrofobicidade e ao protocolo de preparo foi comparado ao das partículas parentais. Sob aquecimento, dispersões diluídas (0,01 % e 0,1 % (m/m)) analisadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS) apresentam um pequeno decréscimo no raio hidrodinâmico, consistente com a desidratação dos blocos de PNIPAm e PNIPAm misturados a PEO na casca. Partículas apenas com PEO na casca não apresentam sensibilidade à temperatura. Em concentrações mais altas, 2 % (m/m), as partículas preparadas a partir de dodeciltrimetilamônio com apenas PNIPAm na casca sofrem separação de fase macroscópica acima de 32 °C. Para as misturas, nenhuma mudança visual é observada, mas os resultados de DLS evidenciam a formação de clusters cujo tamanho e reversibilidade dependem da proporção PEO:PNIPAm. Isto indica a formação de partícula contendo tanto blocos de PEO quanto blocos de PNIPAm. Um estudo complementar com um sistema de inclusão ternário do tipo host-guest com cucurbiturila[8] e núcleo de sílica foi realizado para eliminar possíveis efeitos do núcleo. Com base em todos estes resultados, são discutidas as possibilidades de distribuição dos blocos neutros na casca das partículas, o método de mistura e o balanço hidrofíli-hidrofóbico do sistema. De modo geral foi confirmado que essas partículas podem apresentar controle reversível de agregação por temperatura com segregação dos blocos neutros na casca, enquanto preservam sua estrutura líquido-cristalina

Abstract: This work reports on the preparation and characterization of thermo-responsive neutral block complex salts, multimicellar particles in aqueous mixtures of a quaternary ammonium surfactant, CnTAOH (n=12 ou 16) to copolymer diblocks of poly(N-isopropylacrylamide-b-acrylic acid), PNIPAm-b-PAA, and poly(ethylene oxide-b-acrylic acid), PEO-b-PAA, or mixtures of copolymers in different compositions. Formation of neutral block complex salts is based on the electrostatic binding of the cationic surfactant to the poly(acrylic acid) copolymer. These particles form kinetically stable dispersions and display liquid crystalline cores with micellar cubic or hexagonal structure, as determined by small angle X-ray scattering (SAXS), depending of the surfactant hydrocarbon length. Mixtures with different mass ratio of the two block copolymers and stoichiometric amounts of surfactant were prepared and their behavior related to temperature, concentration, hidrophobicity and preparation protocol was compared to the parent particles. Upon heating, dilute dispersions (0.01 and 0.1 wt %) analyzed by dynamic light scattering (DLS) display a slight decrease in hydrodynamic radius, consistent with dehydration of PNIPAm and mixed PNIPAm-PEO blocks at the shell. Particles with PEO shell only do not display temperature sensitivity. At higher concentrations, 2 wt %, particles prepared from dodeciltrimethylammonium with PNIPAm shell only undergo macroscopic phase separation above 32 °C. For the mixtures, no visual change is observed, but DLS results evidence formation of clusters, whose size and reversibility, depends on the PEO:PNIPAm ratio. This indicates the formation of particle containing both PEO and PNIPAm blocks. An additional study with a ternary inclusion host-guest system with cucurbituril[8] and silica core was performed to eliminate possible core effects. Based on these results, we discuss the possibilities of the neutral blocks distribution on the shell of mixed particles, the mixing protocol and the hidrophylic/hydrophobic balance of the system. Overall, we have confirmed that these particles may display temperature controlled reversible aggregation while preserving their internal liquid crystalline structures
Subject: Surfactantes
Polieletrólitos
Autoassociação
Poli(N-isopropilacrilamida)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: CARNEIRO, Nathália Medeiros. Estudo da autoassociação induzida por temperatura em sistemas de sais complexos de bloco neutro de poli(óxido de etileno), PEO, e poli(N-isopropilacrilamida), PNIPAm  . 2017. 1 recurso online (154 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331074>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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