Polietilenos de ultra elevado peso molecular (UHMWPE) para aplicações biomédicas

Ana Sofia da Silva Teixeira Carlos

Key information

Authors:

Ana Sofia da Silva Teixeira Carlos (Ana Sofia da Silva Teixeira Carlos)

Supervisors:

Maria Luisa Cerrada (Maria Luisa Cerrada); Maria do Rosário Gomes Ribeiro (Maria do Rosário Gomes Ribeiro)

Published in

11/14/2014

Abstract

Neste trabalho foi estudada a polimerização de etileno utilizando os complexos metalocénicos Cp2ZrCl2 e (nButilCp)2HfCl2 suportados em sílica mesoporosa, do tipo SBA-15, por dois métodos distintos. Analisou-se o efeito da presença do suporte e dos métodos de heterogeneização dos metalocenos, impregnação directa de catalisador sobre o suporte pré-tratado com o cocatalisador de organoalumínio e impregnação do catalisador pré-activado sobre o suporte, na actividade catalítica. Os sistemas suportados desenvolvidos, metaloceno/MAO/SBA-15, foram utilizados para a preparação de nanocompósitos de polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM), por polimerização in situ. Estes nanocompósitos sintetizados apresentam uma matriz de polietileno formada no interior dos poros das partículas de SBA-15 e foram devidamente caracterizados, com o intuito de conhecer as suas propriedades, através do uso das técnicas de calorimetria diferencial de varrimento, difracção de Raios-X, análise termogravimétrica, microdureza e testes de tracção. Os resultados revelam que a metodologia usada na preparação do catalisador suportado influencia a actividade catalítica, bem como as características dos nanocompósitos obtidos. Verificou-se que a impregnação em SBA-15 pré-tratado com MAO era cataliticamente mais vantajosa, uma vez que conduzia a actividades catalíticas de polimerização de etileno mais elevadas. Em termos das características finais dos nanocompósitos, o sistema baseado no Cp2ZrCl2/MAO deu origem a materiais mais cristalinos, duros e capazes de sofrer uma menor deformação. In this study the polymerization of ethylene was studied, using the metallocenes Cp2ZrCl2 and (nButilCp)2HfCl2 supported in mesoporous silica SBA-15 type, by two different methods. The effect of the presence of the support and of metallocene heterogenization methods used, direct impregnation of catalyst on the support pretreated with the organoaluminum cocatalyst and impregnation of the pre-activated catalyst on the support, on the catalytic activity was analysed. The supported systems developed were used to prepare nanocomposites of ultra-high molecular weight polyethylene, (UHMWPE) by in situ polymerization. These nanocomposites comprise a matrix of polyethylene formed inside the pores of SBA-15 particles and were characterized in order to evaluate their properties through several techniques such as: differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, termogravimetric analysis, hardness and stress-strain tests. The results indicate that the methodology used in preparing the supported catalyst influences catalytic activity, as well as the characteristics of the nanocomposites. It has been found that the impregnation SBA-15 treated with MAO was more advantageous since it leds to higher catalytic activities for ethylene polymerization. In terms of the final characteristics of the nanocomposites based on the Cp2ZrCl2/MAO system gave rise to more crystalline, hard and able to suffer less deformation materials.