A caracterização termomecânica, assim como a durabilidade de juntas adesivas usando diferentes polímeros epoxídicos no estado vítreo foram analisadas. Os polímeros foram baseados no prepolímero do éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA) curado com diferentes aminas alifáticas. Análises termomecânicas no modo de torção foram realizadas para monitorar o fator de perda (tan δ), o módulo de armazenamento (G'), e o módulo de perda (G") em função da temperatura. Os ensaios de adesão foram realizados em uniões de simples sobreposição usando substrato de aço quando submetidas à ação da água a temperatura ambiente, e a 80 ºC, com o objetivo de avaliar a durabilidade das juntas adesivas a diferentes temperaturas. As análises termomecânicas evidenciaram diferenças significativas nos valores de tan δ, G' e G" em função da temperatura para as redes estudadas. As melhores propriedades adesivas são obtidas para uniões polímero-substrato que usam polímeros que apresentem estrutura de rede mais flexível. A durabilidade das juntas adesivas quando submetidas à ação da água causa menor prejuízo à formulação com piperidina. Este comportamento foi associado à baixa tendência de absorver água deste polímero, devido à homopolimerização dos grupos epóxi, que originam uma estrutura de rede com baixa concentração de grupos hidroxila.

The thermomechanical properties, as well as the durability of adhesive joints using different epoxy polymer in the vitreous state was analyzed. The epoxy polymers based on diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) cured with various aliphatic amines. Rheological tests were used to determine damping (tan δ = G"/G'). The adhesion tests were carried out in steel joints using single lap shear when submit to the action of the water, at ambient temperature and at 80 ºC, with the objective of evaluating the durability of the adhesive joints at different temperature. The best adhesive properties were obtained when exists high flexibility of chain between crosslink. The durability of the adhesive joints, when submitted to the action of the water cause smaller damage in the resistance adhesive to the polymer with piperidine. This behavior was associated to the low tendency of absorbing water of this polymer, due to the homopolimerization of the epoxy groups, what origin a network with low concentration of hydroxyl groups.

Este trabalho descreve as propriedades biológicas in vitro de três formulações epoxídicas usando o monômero do tipo éter diglicidílico do bisphenol-A (DGEBA) com três co-monômeros do tipo poliamina alifática de maneira independente; trietilenotetramina (TETA), 1-(2-aminoetil)piperazina (AEP) e isoforonodiamina (IPD). As interações biológicas entre os polímeros obtidos e o sangue foram estudadas in vitro utilizando quatro métodos biológicos diferentes. Estudos de adsorção protéica, adesão plaquetária, formação de trombos e citotoxicidade são apresentados e discutidos. Os ensaios de adsorção protéica mostraram que a superfície dos polímeros adsorve mais albumina humana do que fibrinogênio humano. Os resultados de adesão plaquetária e formação de trombos indicaram que os sistemas DGEBA-IPD e DGEBA-AEP exibem boa hemocompatibilidade. Os três polímeros epoxídicos não revelaram toxicidade com células de ovário de hamster chinês. Os resultados obtidos indicam que os polímeros epoxídicos baseados no IPD obedecem aos critérios de hemocompatibilidade e citotoxicidade exigidos de um biomaterial. Os polímeros epoxídicos baseados nas aminas AEP e TETA exibem apenas um comportamento não citotóxico.

In this paper the in vitro biological properties are presented for three epoxy networks based on diglycidyl ether of bisphenol-A epoxy prepolymer cured with aliphatic amines, namely triethylenetetramine (TETA), 1-(2-aminoethyl) piperazine (AEP) and isophoronediamine (IPD). The biological interactions between the fully-cured epoxy materials and blood were studied by in vitro methods. Research on the protein adsorption, platelet adhesion and thrombus formation is presented using a UV/VIS spectrometer and SEM analysis. Studies of protein adsorption onto polymeric surfaces showed that the three epoxy materials adsorbed more albumin than fibrinogen. Studies about platelet adhesion and thrombus formation of two epoxy polymers indicated that AEP and IPD network exhibits good hemocompatible behavior. The epoxy materials revealed no signs of cytotoxicity to Chinese hamster ovary cells, showing a satisfactory cytocompatibility. Therefore, the citotoxicity assays suggest that the three epoxy polymers are biocompatible materials.

The qualitative characterization of two commercial ethyneamines epoxide hardeners marketed by ACROS (U.S.A.) was carried out by using carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy. The products were triethylenetetramine (TETA) and tetraethylenepentamine (TEPA). TETA had four components, the most importante one being triethylenetetramine, an ethyleneamine of lineal structure, in a concentration of 60 mol%. Another component had ramified structure, while the other two exhibited recurrent structures of the piperazina type. TEPA had five components with similar structures. The major component was tetraethylenepentamine in an approximate concentration of 55 mol%. These results agree with the composition of similar products marketed by Dow Chemical Company, namely DEH 24 and DEH 26, respectively.

La caracterización cualitativa de dos agentes de curado comerciales de resinas epoxídicas del tipo etilenaminas comercializados por la ACROS (U.S.A.) fue realizada usando la espectroscopia de resonancia magnética nuclear de carbono-13. Los productos comerciales corresponden a la trietilentetramina (TETA) y a la tetraetilenpentamina (TEPA). El producto TETA presentó cuatro compuestos diferentes. El compuesto mayoritario correspondió a la trietilentetramina en una concentración de 60% molar que corresponde a una etilenamina de estructura linear. Los otros tres compuestos, uno de ellos mostró estructura ramificada, y los otros dos compuestos presentaron estructuras cíclicas del tipo piperazina. El producto TEPA mostró cinco compuestos con estructuras semejantes a las encontradas en el producto TETA. El compuesto mayoritario correspondió a la tetraetilenpentamina en una concentración aproximada de 55% molar. Los resultados encontrados en este trabajo están de acuerdo con la composición cualitativa de los productos semejantes comercializados por la Compañía Química Dow, productos DEH 24 y DEH 26, respectivamente.

In this work the adhesive properties of epoxy resins based on diglycidyl ether of bisphenol A have been evaluated. The epoxy resin was modified with butadiene and acrylic copolymers to obtain toughened adhesives. The aliphatic primary amines triethylenetetramine, N-(2-aminoethyl)piperazine and isophorone diamine were investigated as curing agents. The adhesive properties were investigated using the epoxy resins as independent systems as well as the modified resin. The adhesive properties of modified and unmodified epoxy resins were studied using steel alloy (ASTM A36) as adherent. The adherence has been evaluated using three geometric assays of steel-steel bonded joints. The rheological behavior of the adhesives was investigated under isothermal conditions. The rheological parameters associated with the curing reaction such as reaction rate, pot life and gel time of the pure adhesives were related to the chemical structure of the curing agents. The cloud point and the gel time of the modified adhesives were related to the morphology and the reaction rate, respectively. The morphology was characterized by scanning electronic microscopy. The adherence of the adhesive joints at different mechanical solicitations was related to the generated morphology by the dispersed phase of each modifier and the networks structures of the epoxy adhesives.

En este trabajo fueron evaluadas las propiedades adhesivas de la resina epoxídica del tipo éter diglicidílico del bisfenol A. La resina fue modificada con dos modificadores poliméricos, uno de ellos un copolímero derivado del butadieno, y el otro un copolímero acrílico con el propósito de aumentar la tenacidad de la resina. Tres aminas alifáticas primarias fueron utilizadas como agentes de curado, trietilentetramina, N-(2-aminoetil)piperazina e isoforondiamina. Las propiedades adhesivas fueron investigadas usando la resina pura, así como la resina modificada. Las propiedades adhesivas de la resina modificada y pura fueron estudiadas usando como adherente una aleación de acero (ASTM A36). La adherencia fue evaluada por ensayos de adhesión usando tres geometrías de uniones adhesivas de acero-acero. El comportamiento reológico de los adhesivos fue investigado en condiciones isotérmicas. Los parámetros reológicos relacionados con la reacción de polimerización tales como velocidad de reacción, tiempo de manipulación, y tiempo de gelación de los adhesivos puros fueron relacionados con la estructura química del agente de curado. El tiempo de separación de fases, y de gelación de los adhesivos modificados fue relacionado con la morfología generada, y con la velocidad de la reacción, respectivamente. La morfología fue caracterizada por microscopia electrónica de barrido. La adherencia de las uniones adhesivas sometidas a las diferentes solicitaciones mecánicas fue relacionada a la morfología generada por la fase dispersa de cada modificador, y con las estructuras de redes de los adhesivos.

O sistema epoxídico constituído pelo éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA), produto DER 331 com endurecedor 24 comercializados pela Dow Química do Brasil foi caracterizado por métodos espectroscópicos, calorimétricos e de determinação de grupos funcionais. O endurecedor 24 é constituído por trietilenotetramina (60 % molar) e uma mistura de etilenoaminas polifuncionais com estruturas lineares, ramificadas e cíclicas. O equivalente epoxídico da resina resultou de 187 g eq-1. A funcionalidade média, o equivalente de amina, e a concentração do endurecedor que satisfaz a estequiometria, corresponde a 5,54, 27,5 g eq-1, e 14,7 phr, respectivamente. O sistema epoxídico manifestou uma entalpia de reação de 486 J g-1 (106,6 kJ eq-1), e uma temperatura de transição vítrea (Tg<FONT FACE=Symbol>¥</FONT>) de 124 ºC. O trabalho apresenta ainda um programa de cura em duas etapas onde se alcança a conversão máxima, e se apresenta o diagrama de transformações conversão vs temperatura (CTT).

Diglycidyl ether of the bisphenol A (DGEBA), product DER 331 and hardener 24 system marketed by Chemical Dow of Brazil were characterized by spectroscopic, calorimetric and determination of functional groups methods. The hardener 24 is constituted by triethylenetetramine (60 % molar) and a mixture of ethylene polyfunctional amines with linear, ramified and cyclic structures. The epoxy equivalent of the resin corresponds to 187 g eq-1. The functionality average, equivalent amine, and the concentration of the hardener that satisfy the stoichiometry corresponds to 5.54, 27.5 g eq-1, and 14.7 phr, respectively. The epoxy system displayed an enthalpy of reaction of 486 J g-1 (106.6 kJ eq-1), and a glass transition temperature (Tg¥) of 124 ºC. Also presented in this work is a cure program in two stages where the maximum conversion was reached.

O comportamento da separação de fases e da gelificação do sistema epoxídico, constituído pelo éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA) e a piperidina, modificado com poli(metacrilato de metila) (PMMA), foi estudado na faixa de temperatura de 60 °C - 120 °C. A concentração de PMMA e a temperatura de cura causam mudanças significativas na morfologia gerada. A massa molecular de PMMA provoca ligeiras mudanças para a observação da separação de fases e não afeta a velocidade da reação. O sistema modificado com PMMA mostra o efeito de retardação cinético e a velocidade de separação de fases é maior que a velocidade de polimerização.

The phase separation and gelification behavior of epoxy system based on diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) and piperidine modified with poly(methyl methacrylate) (PMMA) were studied in the range between 60 °C and 120 °C. The morphology is influenced by the PMMA content in the blend and also by the cure temperature. The molecular weight of PMMA provokes slight changes on cloud point and does not affect the reaction rate. The systems modified by PMMA exhibited kinetic retardation effect but the cloud point rate was higher than the polymerization rate.

The curing reaction of diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) and diethylentriamine (DETA) system was studied by differential scanning calorimetry (DSC). Different kinetics expressions were found by isothermal and dynamic experiments that they justify mechanism changes with the temperature. The reaction follows a second order kinetics and has activation energy of 90 kJ mol-1 at high temperatures (non-catalytic mechanism). The kinetics of the reactions at low temperatures manifested the existence of two competitive mechanisms, the constants rate were determined at 60 and 70°C and has activation energy in the range of 56.9 to 63.0 kJ mol-1 that is in perfect agreement with the reported to low temperatures (autocatalytic mechanism ).

La reacción de curado del sistema compuesto por el éter diglicidílico del bisfenol-A (DGEBA) y la dietilentriamina (DETA) fue estudiada por calorimetría diferencial de barrido (DSC). Diferentes expresiones cinéticas fueron encontradas por experimentos isotérmicos y dinámicos las que justifican cambios mecanísticos con la temperatura de cura. La cinética de la reacción cumple un segundo orden cinético con una energía de activación de 90 kJ mol-1 a altas temperaturas (mecanismo no catalítico). La cinética de la reacción a bajas temperaturas manifestó la existencia de dos mecanismos competitivos, se determinaron las constantes de velocidades de reacción a 60 y 70ºC y se encontró una energía de activación en el rango de 56.9 a 63.0 kJ mol¹, que está en perfecto acuerdo con la reportada a bajas temperaturas (mecanismo autocatalítico). También se muestra el diagrama de fases del sistema.