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Title in Portuguese: Ação antioxidante de derivados do líquido da castanha de cajú (LCC) sobre a degradação termooxidativa do POLI (1,4-CIS-ISOPRENO)
Title: Antioxidants action of derivatives of the on the Cashew nut shell liquid (CNSL) thermal degradation of POLI (1,4-CIS-ISOPRENO)
Author: Rodrigues, Francisco Helder Almeida
Advisor(s): Feitosa, Judith Pessoa de Andrade
Keywords: Líquido da castanha de cajú(LCC )
antioxidante
QUIMICA
termooxidação
Issue Date: 11-May-2006
Citation: RODRIGUES, F. H. A. Ação antioxidante de derivados do líquido da castanha de cajú (LCC) sobre a degradação termooxidativa do POLI (1,4-CIS-ISOPRENO) 2006. 160 f. Tese (Doutorado em Química Inorgânica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006.
Abstract in Portuguese: O líquido da castanha de caju (LCC) é constituído de uma mistura de fenóis com uma longa cadeia alquilíca na posição meta, possuindo diferentes graus de insaturações. O estudo cinético da degradação termooxidativa a 140ºC de filme de poli(1,4-cis-isopreno) sintético (PIS), na ausência e presença do LCC técnico e natural e seus derivados (ácido anacárdico, cardol, cardanol, cardanol hidrogenado e cardanol hidrogenado e alquilado), foi monitorado por espectroscopia na região do infravermelho através do acompanhamento da absorbância relativa das bandas em 3450 cm-1, 1720 cm-1 e 835 cm-1. O tempo de indução (τi) e as constantes aparentes de velocidade para a formação de produtos contendo hidróxido (kOH) e carbonila (kC=O) e para o consumo das ligações duplas da cadeia (kC=C) foram os parâmetros utilizados. Todos os materiais estudados apresentaram efeito estabilizante na degradação térmica do PIS, evidenciado pelo aumento do tempo de indução e a diminuição das constantes aparentes de velocidade. Análise das variações de kOH, kC=O, kC=C e τi indica que o mecanismo de ação independe dos derivados do LCC. A maior efetividade dos derivados do LCC técnico é próxima a 3 % (m/m), com exceção do cardol e HAlqcardanol. Por outro lado, a maior efetividade dos derivados do LCC natural (cardol e cardanol) é próxima a 2 % (m/m), com exceção do ácido anacárdico e do próprio LCC. A atividade antioxidante dos derivados do LCC depende da quantidade de material polimerizado presentes neles. Baseado nos parâmetros cinéticos, a ordem de atividade antioxidante para os derivados do LCC técnico foi: LCC > cardol >> cardanol ≅ cardanol hidrogenado e alquilado > cardanol hidrogenado. Para os derivados do LCC natural a ordem foi: cardol > cardanol >> LCC natural >> ácido anacárdico. Análise termogravimétrica revela que a adição de derivados do LCC provoca estabilização do PIS quando degradado tanto em atmosfera de nitrogênio, como em ar sintético. Os antioxidantes comerciais testados: IPPD (N-isopropil-N-fenil-p-fenileno-diamina), DPPD (N,N’-fenil-p-fenileno-diamina), Banox H (2,2,4-trimetil-1,2-dihidroquinolina-polimerizado) e Banox S (fenol estirenado) apresentaram uma atividade bastante superior, com exceção do BHT (2,6-di-terc-butil-4-metil-fenol). Dentre os derivados do β-naftol, o AO-3 (1,6-diamino-β-naftol) apresentou uma atividade antioxidante similar ao IPPD, embora com menores valores de constantes aparentes de velocidade. Por outro lado, os derivados AO-1 (6-N-etil, N-etilamino-β-naftol) e AO-2 (6-N-etil,N-dietilamino-β-naftol) apresentaram uma atividade antioxidante um pouco superior que os derivados do LCC, mas inferior ao AO-3.
Abstract: Cashew nut shell liquid (CNSL) is a mixture of meta-alkyl-phenols which varies on its degree of unsaturation attached to the benzene nucleus. The kinetic study of the thermal degradation at 140°C of synthetic cis-1,4-polyisoprene film, in the absence and presence of technical and natural CNSL and some derivatives (anacardic acid, cardol, cardanol, hydrogenated cardanol and alkylated hydrogenated cardanol) was carried out by infrared spectroscopy through the evolution of the relative absorbance of the bands in 3450 cm-1, 1720 cm-1 and 835 cm-1. The amount of hydroxyl and carbonyl group formed and also of carbon double bond consumed during the degradation was determined. All material studied showed antioxidant activity that was verified by an increase in the induction period and a decrease in the apparent rate constants of thermal-oxidation. The antioxidant effectiveness is higher for the addition of 3% (w/w) of technical CNSL derivatives, except for alkylated cardanol. The antioxidant effectiveness is higher for the addition of 2% (w/w) of natural CNSL derivatives, except for anacardic acid and pure. Based on kinetic parameters the order of antioxidant activity for technical CNSL derivative was: CNSL >> cardanol ≅ hydrogenated and alkylated cardanol >> hydrogenated cardanol. For natural CNSL components the order was: cardol > cardanol >> CNSL >> Anacardic acid. Thermogravimetric analyses reveals that the addition of LCC derivatives provide stabilization of PIS in atmosphere of nitrogen, as well as in synthetic air. The commercial antioxidants: IPPD (N-isopropyl-N-phenil-p-phenilene-diamine), DPPD (N,N’-phenil-p- phenilene-diamine), Banox H (2,2,4-trimethyl-1,2-dihidroquinoline-polimerizade) and Banox S (phenol styrened) presented a quite superior activity, except for BHT (2,6-di-terc-buthyl-4-methyl-phenol. Among β-naftol derivatives, AO-3 (1,6-diamine-β-naftol) presented a similar antioxidant activity to IPPD, although with smaller values of the apparent rate constants. On the other hand, the derivatives AO-1 (6-N-ethyl, N-ethylamine-β-naftol) and AO-2 (6-N-ethyl,N-diethylamine-β-naftol) presented a quite superior antioxidant activity when compared to LCC derivatives, but inferior to AO-3.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/1247
metadata.dc.type: Tese
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