Study of the influence of the hydrophilic segments content in the synthesis of waterbome polyurethanes

Considerações ambientais têm aumentado a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas poliméricos aquosos para diversos tipos de aplicações, principalmente como revestimentos. Nesta dissertação, foram sintetizadas formulações não-poluentes à base de poliuretanos dispersos em água (PUDs), com 40% de teor de sólidos, na ausência de solventes orgânicos. Os monômeros empregados foram copolímeros em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 25% de segmento hidrofílico EG, poli (glicol propilênico) (PPG), ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Foram variadas as razões entre o número de equivalente-grama de grupamentos isocianato e hidroxila (NCO/OH) e a proporção em equivalente-grama de PPG e dos copolímeros em bloco (EG-b-PG). Foi observado que a incorporação de altas quantidades de copolímero dificultou a síntese dos poliuretanos dispersos em água, levando à formação de géis. O tamanho médio de partícula e a viscosidade das dispersões foram determinados. Os filmes vazados a partir dessas dispersões foram avaliados quanto à capacidade de absorção de água, resistência mecânica, termogravimetria (TG), e caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). As dispersões poliuretânicas produzidas se mostraram satisfatórias quando aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidroEnvironmental considerations are increasing the research and development of waterborne polymeric systems for many different applications, particularly as coatings. In this dissertation, non-polluting formulations based on waterborne polyurethanes (WPU), with 40% solids content, were synthesized in the absence of organic solvents. The monomers (polyols) employed were block copolymers of ethylene glycol and propylene glycol (EG-b-PG), with 25% of EG hydrophilic segments, poly(propylene glycol) (PPG), dimethylolpropionic acid (DMPA), isophorone diisocyanate (IPDI) and hydrazine (HYD), as chain extender. The ratio between the number of equivalent-grams of isocyanate and hydroxyl groups (NCO/OH) and the ratio between the equivalent-grams of PPG and (EG-b-PG) were varied. It was observed that the incorporation of high quantities of the copolymer resulted in gels instead of dispersions. The average particle size and the viscosity of the resins were determined. Thermal and mechanical resistances and water absorption of cast films produced from the dispersions were evaluated. The chemical structure of the chains was characterized by infrared spectroscopy (FTIR). The waterborne polyurethanes showed to be suitable as coatings for wood, metals and glas