Caracterização Químico-Física de Novos Polímeros Estabilizantes ...

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Viscosidade Newtoniana / Pa.s 1.00E+06 1.00E+05 1.00E+04 1.00E+03 1.00E+02 1.00E+01 1.00E+00 1.00E-01 1.00E-02 1.00E-03 Figura 3.8: Viscosidade de uma solução de 2,0% (p/p) de Carbopol 940 e de uma solução com a mesma concentração de HM-PAA em função do pH, à temperatura de 20ºC. Pela observação do gráfico verificamos que o Carbopol não apresenta uma mudança tão brusca na viscosidade, sendo que a viscosidade aumenta de forma mais constante a cada adição de base. O polímero com maior reticulação, Carbopol, exibe sempre maior viscosidade em solução do que o HM-PAA, fruto de um maior e mais robusto entrelaçamento entre cadeias. O Carbopol adquire também viscosidades mais elevadas a pH inferiores, ou seja, a pH aproximadamente 2.0 a viscosidade do Carbopol é semelhante à adquirida pelo HM-PAA a pH no intervalo 6.0-7.0. Esta diferença poderá ter a ver com diminuição do pKa e consequente ionização a pH mais baixos. Podemos assim concluir que o grau de reticulação influencia o comportamento reológico de polímero. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH 3.1.3. Adição de tensioactivos Sabemos agora que a pH elevado o polímero se encontra na forma expandida, ou seja encontra-se totalmente ionizado. No entanto, a pH baixo o polímero encontra-se compactado e a viscosidade é baixa. Para tentar solucionar este problema – o polímero 60 HM-PAA Carbopol 940
não actua como espessante a pH baixo – necessitávamos de ionizar o polímero nesta gama de pH. Foram adicionados à solução polimérica tensioactivos iónicos, descritos na secção 2. Os tensioactivos, devido ao seu carácter anfifílico, associam-se ao polímero e poderão transformá-lo num polieletrólito. Vários estudos apontam para esse mecanismo, como a ionização de polímeros não iónicos derivados da celulose (HPMC, EHEC) com tensioactivos aniónicos 69,70,71. Começámos por adicionar um tensioactivo aniónico, SDS a pH 2.3 e 8.0 a uma solução de 2,0 % (p/p) de HM-PAA como se ilustra no gráfico da Figura 3.9. Viscosidade Newtoniana/ Pa.s 1.00E+05 1.00E+04 1.00E+03 1.00E+02 1.00E+01 1.00E+00 1.00E-01 1.00E-02 1.00E-03 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 pH 8,0 pH 2,3 CSDS/ %(p/p) Figura 3.9: Viscosidade de 2.0% HM-PAA a pH 2.3 e pH 8.0 em função da concentração de SDS Pela análise do gráfico da Figura 3.9, observa-se que o efeito do tensioactivo é enorme quando o polímero não está ionizado (pH 2.3). Ocorre uma mudança brusca na viscosidade da solução a pH 2.3 a partir da concentração de SDS de 0.6%, aumentando cerca de 7 ordens de grandeza a viscosidade. Podemos concluir que a adição de SDS a HM-PAA origina um aumento de viscosidade, passando a ter valores semelhantes aos que a solução adquire a pH elevado. A adição de tensioactivo ao polímero já ionizado e expandido (pH 8.0) não provoca alteração significativa na viscosidade da solução de HM-PAA. A pH baixo o HM-PAA é mais hidrofóbico e associa-se eficientemente ao tensioactivo, que o ioniza e promove a sua expansão. A pH elevado o HM-PAA já é 61
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