Aqueous two-phase systems of polyethylene glycol and inorganic salts : statistical models

Orientador: Mário Noboru TamashiroTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: Modelos termo-estatísticos que tentam reproduzir o comportamento de soluções aquosas de polímeros foram amplamente estudados ao longo dos anos. Entretanto, o número de trabalhos relacionados a sistemas aquosos contendo polímeros e sais adicionados ainda é bem restrito. Na tese desenvolvida, abordamos através de uma modelagem de Flory-Huggins a formação de sistemas aquosos bifásicos contendo cadeias poliméricas longas de polietileno-glicol em misturas contendo sais inorgânicos monovalentes. Dentro da modelagem, a competição entre a formação de ligações de hidrogênio por parte das moléculas de água e os monômeros da cadeia polimérica, além das interações íon-dipolo entre água e os íons dos sais dissociados, desempenham papel fundamental na formação das configurações de equilíbrio. Através de ajustes numéricos de dados experimentais, para cada tipo de sal introduzido na mistura, com previsões do modelo para as menores temperaturas para a formação das duas fases, as chamadas Cloud Point Temperatures (CPT), encontramos um conjunto de quatro parâmetros de interação que possibilitam a reprodução adequada do comportamento contínuo das CPT's em função das concentrações dos solutosAbstract: Thermal-statistical models that try to reproduce the behavior of aqueous polymer solutions have been extensively studied over the years. However, the number of articles related to aqueous systems containing polymers and added salts is still very restricted. Across the developed thesis, we work with a Flory-Huggins theory to model the formation of aqueous two-phase systems containing long-polymer chains of polyethylene-glycol in mixtures containing monovalent inorganic salts. Within the model, the competition between the hydrogen-bond formation between water molecules and the monomers of the polymer chain, in addition to the ion-dipole interactions between water and the dissociated salt ions play a key role in shaping equilibrium configurations. Through numerical fits of experimental data for each type of salt introduced into the mixture with model predictions for the lowest temperatures for the formation of two phases, so-called Cloud Point Temperature (CPT), we find a set of four parameters of interaction that enable proper representation of the continuous behavior of CPT's as a function of the solutes concentrationDoutoradoFísicaDoutor em Ciência