Estudo da secagem de materiais híbridos siloxano-PMMA preparados pelo processo sol-gel

Abstract

Híbridos siloxano-PMMA apresentando ligações covalentes entre as fases orgânica e inorgânica foram preparados a partir do processo sol-gel. O efeito da fração em massa de fase siloxano no mecanismo de secagem dos géis a 50ºC foi estudado através de medidas de perda de massa e retração linear. Pode-se distinguir os três períodos clássicos de secagem já observados em géis inorgânicos. A duração do primeiro período (estágio de velocidade constante) aumenta com o teor de polímero, o que pode ser explicado pelo menor tamanho dos poros presentes nos géis contendo concentrações elevadas de PMMA. Com o aumento da concentração da fase siloxano observou-se o aumento da perda de massa total e da retração linear final do material após o terceiro período de secagem. Este comportamento deve-se ao aumento do teor de água livre resultante da policondensação das espécies siliciosas nestes sistemas, o que leva a uma maior plasticidade do material. O volume poroso do material aumenta com o teor de fase siloxano, o que é consistente com a perda de massa observada durante a secagem.

Siloxane-PMMA (polymethylmethacrylate) hybrid materials presenting covalent bonds between the organic (polymer) and inorganic (siloxane) phases were prepared by the sol-gel process. The effect of siloxane content on the drying mechanism at 50ºC was investigated by in-situ weight loss and linear shrinkage measurements. The three classical regimes observed during drying of pure inorganic gels were observed. The duration of the first regime (constant rate period, CRP) increases by increasing the quantity of PMMA in the hyibrids, which was attributed to the low average pore diameter observed in these systems. The increase in siloxane content increases the weight loss and linear shrinkage at the end of the drying process due to the high quantity of solvent resulting from condensation reactions of silicon species. It leads to the diminution of the gel stiffness. The porosity of dried hyibrids increases with the siloxane content due to the high weight loss observed during drying.