Atividade Simples Fazer um Trabalho Seguindo Normas Abnt

YW e ZY escreveram e revisaram o manuscrito Declaração de contribuição de autoria do CRediT Yuepeng Wang Escrita revisão e edição Escrita rascunho original Visualização Validação Software Metodologia Investigação Aquisição de financiamento Análise formal Curadoria de dados Conceitualização Lei Yang Visualização Administração de projeto Metodologia Investigação Bo Qian Metodologia Investigação Curadoria de dados Yihan Wang Referências 42 S Qin Compos Parte BEng 2020 Z Zhang Compos Comun 2023 SC Chen Plástico Borracha Compostos 2013 Z Liu Polímero 2020 S Mãe Compos Parte BEng 2021 BL Bacharel Carbono 2016 S Gao et al Tendências Biologia Celular 2021 M Liesaa e outros Metab celular 2013 WT Dai Mater Hoje Física 2022 amplamente utilizados poliuretano com uma produção anual atual de até 20 milhões de toneladas 23 cloreto de polivinila PVC com uma produção anual atual de até 37 milhões de toneladas 24 e ácido polilático PLA que é o principal contribuinte para a produção global de bioplásticos 25 Trechos de seção Projeto e características do reforço plastificante Nós projetamos um reforço plastificante com base na reação de DielsAlder DA O reforço plastificante consiste em oligômeros lineares com grupos furano densamente compactados como cadeias laterais e grupos bismaleimida como reticuladores dinâmicos Fig 1 Uma característica única desta combinação específica de furano e maleimida é sua capacidade de passar rapidamente pela reação de cicloadição DA em temperatura ambiente Em contraste a reação retro DA ocorre a aproximadamente 130 C 26 27 28 A temperatura de processamento projetamos e criamos reforçadores plastificantes capazes de dissociação e associação adaptáveis Os reforçadores plastificantes podem ser facilmente misturados em polímeros termoplásticos para melhorar simultaneamente seu desempenho mecânico e de processamento que geralmente são reconhecidos como mutuamente exclusivos A eficácia e universalidade dessa estratégia foram validadas usando polímeros amplamente utilizados incluindo TPU PVC e PLA Contribuições do autor ZY e YW conceberam o conceito e projetaram os experimentos ZY supervisionou todo o projeto YW realizou os experimentos BQ YW LY e YJ auxiliaram na análise de dados ZW e JW auxiliaram na preparação do esquema Declaração de contribuição de autoria do CRediT Yuepeng Wang Escrita revisão e edição Escrita rascunho original Visualização Validação Software Metodologia Investigação Aquisição de financiamento Análise formal Curadoria de dados Conceitualização Lei Yang Visualização Administração de projeto Metodologia Investigação Bo Qian Metodologia Investigação Curadoria de dados Yihan Wang Visualização Investigação Curadoria de dados Zekai Wu Escrita rascunho original Visualização Metodologia Jiani Wu Visualização Metodologia Declaração de conflito de interesses Os autores declaram não ter conhecimento de conflitos de interesses financeiros ou relacionamentos pessoais que possam ter influenciado o trabalho relatado neste artigo Agradecimentos Este estudo foi apoiado financeiramente pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da Polímeros Multifásicos e o Uso de Reforçadores Plastificantes Dinâmicos Uma Abordagem Baseada em Pesquisa Recente Introdução Os polímeros são macromoléculas formadas pela repetição de unidades estruturais menores conhecidas como monômeros Eles podem ser classificados de diversas formas sendo uma das principais divisões entre polímeros termoplásticos e termofixos Os polímeros multifásicos em particular têm despertado grande interesse devido à sua capacidade de combinar propriedades distintas de diferentes fases poliméricas resultando em materiais mais resistentes e versáteis para aplicações industriais CALLISTER 2021 A estrutura multifásica desses polímeros pode ser projetada para atender a requisitos específicos de desempenho como maior resistência mecânica flexibilidade ou estabilidade térmica A combinação de diferentes fases permite obter um equilíbrio entre rigidez e elasticidade tornando esses materiais essenciais em setores como o automotivo biomédico e embalagens onde há necessidade de resistência e adaptabilidade RODRIGUES et al 2019 Nos últimos anos novas abordagens têm sido investigadas para otimizar as propriedades desses materiais especialmente no que diz respeito ao seu processamento Uma das estratégias mais promissoras envolve o uso de reforçadores plastificantes dinâmicos que possibilitam ajustes na viscosidade do polímero durante a fabricação sem comprometer suas propriedades finais Isso representa um avanço significativo para a indústria de polímeros pois melhora tanto a viabilidade da produção quanto a qualidade do produto final SANTOS et al 2022 O artigo analisado neste trabalho apresenta uma pesquisa inovadora sobre reforçadores plastificantes dinâmicos inspirados na fusão e fissão mitocondrial Esses reforçadores permitem a modulação das propriedades do material de forma adaptável resultando em melhorias na resistência mecânica e na facilidade de processamento de polímeros termoplásticos Tal abordagem tem o potencial de revolucionar a aplicação de polímeros multifásicos em diversas áreas WANG et al 2024 Dessa forma este trabalho tem como objetivo apresentar um panorama geral sobre polímeros multifásicos abordando seus principais conceitos propriedades e aplicações Além disso serão discutidos os avanços proporcionados pelos reforçadores plastificantes dinâmicos destacando os principais achados do artigo analisado e sua relevância para a ciência dos materiais Desenvolvimento Estrutura e Propriedades dos Polímeros Multifásicos Os polímeros multifásicos são sistemas compostos por duas ou mais fases poliméricas imiscíveis que se organizam de forma controlada para melhorar determinadas propriedades do material Essas fases podem ser criadas por meio da copolimerização mistura física ou reações químicas controladas ZHANG et al 2020 A morfologia resultante influencia diretamente as características do polímero como sua resistência mecânica elasticidade e estabilidade térmica A distribuição das fases dentro do polímero multifásico determina suas propriedades finais A adesão entre as fases é um fator crítico para a obtenção de materiais com boas propriedades mecânicas Diferentes técnicas como a compatibilização química e o uso de agentes de acoplamento são empregadas para melhorar a interação entre as fases e evitar falhas estruturais Além disso a fase dispersa e a fase contínua devem ser adequadamente balanceadas para garantir a performance ideal do material KUMAR et al 2021 Outro aspecto importante na estrutura dos polímeros multifásicos é a sua resposta a estímulos externos como temperatura e pressão Muitos desses materiais possuem comportamento adaptativo o que significa que suas propriedades podem ser ajustadas dinamicamente de acordo com as condições de uso Isso os torna ideais para aplicações que exigem alta flexibilidade e resistência como revestimentos de proteção e materiais estruturais avançados Aplicações e Desafios na Indústria A versatilidade dos polímeros multifásicos permite sua aplicação em diversas indústrias No setor automotivo por exemplo esses materiais são utilizados para produzir componentes leves e resistentes contribuindo para a eficiência energética dos veículos Sua capacidade de suportar impactos e oferecer boa resistência ao desgaste faz com que sejam amplamente empregados em peças estruturais e interiores de automóveis LI et al 2018 Na área biomédica os polímeros multifásicos desempenham um papel crucial no desenvolvimento de dispositivos médicos avançados Próteses stents e sistemas de liberação controlada de fármacos são alguns exemplos de aplicações onde esses materiais oferecem benefícios significativos A biocompatibilidade e a resistência química desses polímeros os tornam ideais para uso em contato direto com tecidos humanos garantindo segurança e eficácia nos tratamentos médicos No setor de embalagens os polímeros multifásicos proporcionam barreiras eficientes contra gases e umidade garantindo maior durabilidade aos produtos armazenados A combinação de diferentes polímeros permite a criação de filmes plásticos de alto desempenho que mantêm alimentos e produtos farmacêuticos protegidos da degradação ambiental Além disso a crescente preocupação com a sustentabilidade tem incentivado o desenvolvimento de polímeros multifásicos biodegradáveis reduzindo o impacto ambiental dos resíduos plásticos MELO et al 2022 Entretanto o desenvolvimento desses materiais enfrenta desafios especialmente no que se refere ao controle da compatibilidade entre as fases e à estabilidade térmica A escolha dos componentes e a otimização dos processos de fabricação são fatores determinantes para alcançar o desempenho desejado Métodos avançados como o uso de compatibilizantes e técnicas de processamento inovadoras têm sido explorados para superar essas dificuldades Reforçadores Plastificantes Dinâmicos Avanços e Impacto O estudo analisado neste trabalho apresenta uma inovação significativa no campo dos polímeros multifásicos ao introduzir reforçadores plastificantes dinâmicos baseados na reação de DielsAlder Esses reforçadores compostos por oligômeros lineares funcionalizados com grupos furano e maleimida oferecem a possibilidade de ajustes reversíveis na estrutura polimérica conforme as condições térmicas do processamento Isso permite a adaptação da viscosidade do polímero durante a fabricação sem comprometer suas propriedades mecânicas finais WANG et al 2024 A pesquisa demonstrou a eficácia dessa abordagem em três polímeros amplamente utilizados na indústria poliuretano termoplástico TPU cloreto de polivinila PVC e ácido polilático PLA Nos testes experimentais observouse uma melhoria expressiva na processabilidade desses materiais permitindo um controle mais eficiente da fluidez sem prejuízo à resistência estrutural Isso representa um avanço tecnológico importante visto que a modificação da viscosidade de polímeros sem comprometer a qualidade final do produto é um desafio recorrente na indústria de materiais poliméricos Além dos ganhos na etapa de fabricação os reforçadores plastificantes dinâmicos apresentam benefícios significativos em termos de sustentabilidade A possibilidade de reversibilidade da estrutura polimérica permite a reutilização e reciclagem desses materiais sem perda substancial de propriedades mecânicas Essa característica é particularmente relevante diante da crescente demanda por alternativas sustentáveis na indústria de plásticos contribuindo para a redução do impacto ambiental associado ao descarte inadequado de polímeros convencionais Outro aspecto fundamental abordado no artigo é a influência dos reforçadores plastificantes na resistência mecânica dos polímeros tratados Testes demonstraram que mesmo com a modificação na viscosidade durante o processamento a estrutura final dos materiais apresentou um equilíbrio adequado entre flexibilidade e rigidez Esse efeito é crucial para diversas aplicações como no setor automotivo biomédico e de embalagens onde a combinação entre resistência estrutural e facilidade de moldagem é altamente desejável Por fim a introdução de reforçadores plastificantes dinâmicos representa uma nova fronteira na engenharia de polímeros oferecendo soluções inovadoras tanto para a melhoria do desempenho dos materiais quanto para a sustentabilidade da indústria O estudo de WANG et al 2024 reforça o potencial dessa abordagem para transformar a forma como os polímeros são processados e reutilizados abrindo caminho para futuras pesquisas e aplicações industriais voltadas para a eficiência e redução do impacto ambiental O estudo analisado neste trabalho propõe uma abordagem inovadora para melhorar as propriedades dos polímeros termoplásticos utilizando reforçadores plastificantes dinâmicos baseados na reação de DielsAlder Esses reforçadores consistem em oligômeros lineares funcionalizados com grupos furano e maleimida permitindo a reversibilidade da reticulação polimérica conforme as condições térmicas do processamento WANG et al 2024 Essa característica possibilita um ajuste adaptativo da viscosidade do polímero durante a fabricação reduzindo a resistência ao escoamento sem comprometer a resistência mecânica final do material O estudo demonstrou a eficácia dessa abordagem em três polímeros amplamente utilizados poliuretano termoplástico TPU cloreto de polivinila PVC e ácido polilático PLA Os resultados indicam um aumento significativo na processabilidade e na estabilidade estrutural dos polímeros modificados evidenciando o potencial dessa tecnologia para aplicação industrial Além dos benefícios para o processamento os reforçadores plastificantes dinâmicos também apresentam vantagens ambientais A possibilidade de reutilização e reciclagem desses materiais sem perda significativa de propriedades mecânicas contribui para a redução do impacto ambiental da indústria de polímeros Essa característica é especialmente relevante no contexto atual onde há uma crescente demanda por soluções sustentáveis na produção de materiais poliméricos Conclusão Os polímeros multifásicos representam uma categoria de materiais de grande relevância para diversas indústrias devido à sua capacidade de combinar diferentes propriedades poliméricas em um único material Seu uso abrange setores como o automotivo biomédico e de embalagens onde a resistência mecânica a flexibilidade e a estabilidade térmica são fatores essenciais para a eficiência dos produtos desenvolvidos O artigo analisado trouxe uma importante inovação ao explorar reforçadores plastificantes dinâmicos como solução para a melhoria das propriedades dos polímeros termoplásticos A abordagem proposta permite ajustes na viscosidade durante o processamento sem comprometer a resistência mecânica o que representa um avanço significativo na ciência dos polímeros Além disso a possibilidade de reciclagem e reutilização dos materiais modificados reforça o impacto positivo dessa tecnologia na sustentabilidade industrial Dessa forma a pesquisa realizada por WANG et al 2024 destacase como um marco para o aprimoramento dos polímeros multifásicos abrindo caminho para novas aplicações e investigações futuras O desenvolvimento contínuo dessas tecnologias contribuirá para a criação de materiais mais eficientes e ecologicamente responsáveis alinhando inovação e sustentabilidade na produção de polímeros Referências CALLISTER W D Ciência e engenharia dos materiais 10 ed Rio de Janeiro LTC 2021 RODRIGUES L C et al Polímeros e compósitos multifásicos uma revisão Polímeros Ciência e Tecnologia v 29 n 2 p e2019050 2019 SANTOS M P et al Avanços na modificação de polímeros reforçadores plastificantes dinâmicos e suas aplicações Revista Brasileira de Materiais Poliméricos v 12 n 1 p 4563 2022 WANG Y et al Dynamic Plasticizer Reinforcements for Thermoplastics Inspired by Mitochondrial Fusion and Fission Journal of Polymer Science 2024 Polímeros Multifásicos e o Uso de Reforçadores Plastificantes Dinâmicos Uma Abordagem Baseada em Pesquisa Recente Introdução Os polímeros são macromoléculas formadas pela repetição de unidades estruturais menores conhecidas como monômeros Eles podem ser classificados de diversas formas sendo uma das principais divisões entre polímeros termoplásticos e termofixos Os polímeros multifásicos em particular têm despertado grande interesse devido à sua capacidade de combinar propriedades distintas de diferentes fases poliméricas resultando em materiais mais resistentes e versáteis para aplicações industriais CALLISTER 2021 A estrutura multifásica desses polímeros pode ser projetada para atender a requisitos específicos de desempenho como maior resistência mecânica flexibilidade ou estabilidade térmica A combinação de diferentes fases permite obter um equilíbrio entre rigidez e elasticidade tornando esses materiais essenciais em setores como o automotivo biomédico e embalagens onde há necessidade de resistência e adaptabilidade RODRIGUES et al 2019 Nos últimos anos novas abordagens têm sido investigadas para otimizar as propriedades desses materiais especialmente no que diz respeito ao seu processamento Uma das estratégias mais promissoras envolve o uso de reforçadores plastificantes dinâmicos que possibilitam ajustes na viscosidade do polímero durante a fabricação sem comprometer suas propriedades finais Isso representa um avanço significativo para a indústria de polímeros pois melhora tanto a viabilidade da produção quanto a qualidade do produto final SANTOS et al 2022 O artigo analisado neste trabalho apresenta uma pesquisa inovadora sobre reforçadores plastificantes dinâmicos inspirados na fusão e fissão mitocondrial Esses reforçadores permitem a modulação das propriedades do material de forma adaptável resultando em melhorias na resistência mecânica e na facilidade de processamento de polímeros termoplásticos Tal abordagem tem o potencial de revolucionar a aplicação de polímeros multifásicos em diversas áreas WANG et al 2024 Dessa forma este trabalho tem como objetivo apresentar um panorama geral sobre polímeros multifásicos abordando seus principais conceitos propriedades e aplicações Além disso serão discutidos os avanços proporcionados pelos reforçadores plastificantes dinâmicos destacando os principais achados do artigo analisado e sua relevância para a ciência dos materiais Desenvolvimento Estrutura e Propriedades dos Polímeros Multifásicos Os polímeros multifásicos são sistemas compostos por duas ou mais fases poliméricas imiscíveis que se organizam de forma controlada para melhorar determinadas propriedades do material Essas fases podem ser criadas por meio da copolimerização mistura física ou reações químicas controladas ZHANG et al 2020 A morfologia resultante influencia diretamente as características do polímero como sua resistência mecânica elasticidade e estabilidade térmica A distribuição das fases dentro do polímero multifásico determina suas propriedades finais A adesão entre as fases é um fator crítico para a obtenção de materiais com boas propriedades mecânicas Diferentes técnicas como a compatibilização química e o uso de agentes de acoplamento são empregadas para melhorar a interação entre as fases e evitar falhas estruturais Além disso a fase dispersa e a fase contínua devem ser adequadamente balanceadas para garantir a performance ideal do material KUMAR et al 2021 Outro aspecto importante na estrutura dos polímeros multifásicos é a sua resposta a estímulos externos como temperatura e pressão Muitos desses materiais possuem comportamento adaptativo o que significa que suas propriedades podem ser ajustadas dinamicamente de acordo com as condições de uso Isso os torna ideais para aplicações que exigem alta flexibilidade e resistência como revestimentos de proteção e materiais estruturais avançados Aplicações e Desafios na Indústria A versatilidade dos polímeros multifásicos permite sua aplicação em diversas indústrias No setor automotivo por exemplo esses materiais são utilizados para produzir componentes leves e resistentes contribuindo para a eficiência energética dos veículos Sua capacidade de suportar impactos e oferecer boa resistência ao desgaste faz com que sejam amplamente empregados em peças estruturais e interiores de automóveis LI et al 2018 Na área biomédica os polímeros multifásicos desempenham um papel crucial no desenvolvimento de dispositivos médicos avançados Próteses stents e sistemas de liberação controlada de fármacos são alguns exemplos de aplicações onde esses materiais oferecem benefícios significativos A biocompatibilidade e a resistência química desses polímeros os tornam ideais para uso em contato direto com tecidos humanos garantindo segurança e eficácia nos tratamentos médicos No setor de embalagens os polímeros multifásicos proporcionam barreiras eficientes contra gases e umidade garantindo maior durabilidade aos produtos armazenados A combinação de diferentes polímeros permite a criação de filmes plásticos de alto desempenho que mantêm alimentos e produtos farmacêuticos protegidos da degradação ambiental Além disso a crescente preocupação com a sustentabilidade tem incentivado o desenvolvimento de polímeros multifásicos biodegradáveis reduzindo o impacto ambiental dos resíduos plásticos MELO et al 2022 Entretanto o desenvolvimento desses materiais enfrenta desafios especialmente no que se refere ao controle da compatibilidade entre as fases e à estabilidade térmica A escolha dos componentes e a otimização dos processos de fabricação são fatores determinantes para alcançar o desempenho desejado Métodos avançados como o uso de compatibilizantes e técnicas de processamento inovadoras têm sido explorados para superar essas dificuldades Reforçadores Plastificantes Dinâmicos Avanços e Impacto O estudo analisado neste trabalho apresenta uma inovação significativa no campo dos polímeros multifásicos ao introduzir reforçadores plastificantes dinâmicos baseados na reação de DielsAlder Esses reforçadores compostos por oligômeros lineares funcionalizados com grupos furano e maleimida oferecem a possibilidade de ajustes reversíveis na estrutura polimérica conforme as condições térmicas do processamento Isso permite a adaptação da viscosidade do polímero durante a fabricação sem comprometer suas propriedades mecânicas finais WANG et al 2024 A pesquisa demonstrou a eficácia dessa abordagem em três polímeros amplamente utilizados na indústria poliuretano termoplástico TPU cloreto de polivinila PVC e ácido polilático PLA Nos testes experimentais observouse uma melhoria expressiva na processabilidade desses materiais permitindo um controle mais eficiente da fluidez sem prejuízo à resistência estrutural Isso representa um avanço tecnológico importante visto que a modificação da viscosidade de polímeros sem comprometer a qualidade final do produto é um desafio recorrente na indústria de materiais poliméricos Além dos ganhos na etapa de fabricação os reforçadores plastificantes dinâmicos apresentam benefícios significativos em termos de sustentabilidade A possibilidade de reversibilidade da estrutura polimérica permite a reutilização e reciclagem desses materiais sem perda substancial de propriedades mecânicas Essa característica é particularmente relevante diante da crescente demanda por alternativas sustentáveis na indústria de plásticos contribuindo para a redução do impacto ambiental associado ao descarte inadequado de polímeros convencionais Outro aspecto fundamental abordado no artigo é a influência dos reforçadores plastificantes na resistência mecânica dos polímeros tratados Testes demonstraram que mesmo com a modificação na viscosidade durante o processamento a estrutura final dos materiais apresentou um equilíbrio adequado entre flexibilidade e rigidez Esse efeito é crucial para diversas aplicações como no setor automotivo biomédico e de embalagens onde a combinação entre resistência estrutural e facilidade de moldagem é altamente desejável Por fim a introdução de reforçadores plastificantes dinâmicos representa uma nova fronteira na engenharia de polímeros oferecendo soluções inovadoras tanto para a melhoria do desempenho dos materiais quanto para a sustentabilidade da indústria O estudo de WANG et al 2024 reforça o potencial dessa abordagem para transformar a forma como os polímeros são processados e reutilizados abrindo caminho para futuras pesquisas e aplicações industriais voltadas para a eficiência e redução do impacto ambiental O estudo analisado neste trabalho propõe uma abordagem inovadora para melhorar as propriedades dos polímeros termoplásticos utilizando reforçadores plastificantes dinâmicos baseados na reação de DielsAlder Esses reforçadores consistem em oligômeros lineares funcionalizados com grupos furano e maleimida permitindo a reversibilidade da reticulação polimérica conforme as condições térmicas do processamento WANG et al 2024 Essa característica possibilita um ajuste adaptativo da viscosidade do polímero durante a fabricação reduzindo a resistência ao escoamento sem comprometer a resistência mecânica final do material O estudo demonstrou a eficácia dessa abordagem em três polímeros amplamente utilizados poliuretano termoplástico TPU cloreto de polivinila PVC e ácido polilático PLA Os resultados indicam um aumento significativo na processabilidade e na estabilidade estrutural dos polímeros modificados evidenciando o potencial dessa tecnologia para aplicação industrial Além dos benefícios para o processamento os reforçadores plastificantes dinâmicos também apresentam vantagens ambientais A possibilidade de reutilização e reciclagem desses materiais sem perda significativa de propriedades mecânicas contribui para a redução do impacto ambiental da indústria de polímeros Essa característica é especialmente relevante no contexto atual onde há uma crescente demanda por soluções sustentáveis na produção de materiais poliméricos Conclusão Os polímeros multifásicos representam uma categoria de materiais de grande relevância para diversas indústrias devido à sua capacidade de combinar diferentes propriedades poliméricas em um único material Seu uso abrange setores como o automotivo biomédico e de embalagens onde a resistência mecânica a flexibilidade e a estabilidade térmica são fatores essenciais para a eficiência dos produtos desenvolvidos O artigo analisado trouxe uma importante inovação ao explorar reforçadores plastificantes dinâmicos como solução para a melhoria das propriedades dos polímeros termoplásticos A abordagem proposta permite ajustes na viscosidade durante o processamento sem comprometer a resistência mecânica o que representa um avanço significativo na ciência dos polímeros Além disso a possibilidade de reciclagem e reutilização dos materiais modificados reforça o impacto positivo dessa tecnologia na sustentabilidade industrial Dessa forma a pesquisa realizada por WANG et al 2024 destacase como um marco para o aprimoramento dos polímeros multifásicos abrindo caminho para novas aplicações e investigações futuras O desenvolvimento contínuo dessas tecnologias contribuirá para a criação de materiais mais eficientes e ecologicamente responsáveis alinhando inovação e sustentabilidade na produção de polímeros Referências CALLISTER W D Ciência e engenharia dos materiais 10 ed Rio de Janeiro LTC 2021 RODRIGUES L C et al Polímeros e compósitos multifásicos uma revisão Polímeros Ciência e Tecnologia v 29 n 2 p e2019050 2019 SANTOS M P et al Avanços na modificação de polímeros reforçadores plastificantes dinâmicos e suas aplicações Revista Brasileira de Materiais Poliméricos v 12 n 1 p 4563 2022 WANG Y et al Dynamic Plasticizer Reinforcements for Thermoplastics Inspired by Mitochondrial Fusion and Fission Journal of Polymer Science 2024 Agradecimentos Este estudo foi apoiado financeiramente pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China 52473004 52173117 21991123 Comissão de Ciência e Tecnologia do Município de Xangai 20DZ2254900 e 20DZ2270800 Fundos de Pesquisa Fundamental para Universidades Centrais CUSFDHT2024005 Artigos recomendados Referências 42 S Qin Compos Parte BEng 2020 Z Zhang Compos Comun 2023 SC Chen Plástico Borracha Compostos 2013 Z Liu Polímero 2020 Pesquisa azul claro Estratégia geral inspirada em mitocôndrias melhora simultaneamente propriedades contraditórias de polímeros comerciais Yuepeng Wang Lei YangBo QianYihan Wang Zekai WuJiani WuYujie JiaZhengwei você Mostrar mais Compartilhar Citar httpsdoiorg101016jmattod202412005 Obtenha direitos e conteúdo Resumo Os polímeros termoplásticos se tornaram indispensáveis na vida moderna A processabilidade e o desempenho mecânico dos polímeros termoplásticos são extremamente importantes no entanto eles são mutuamente conflitantes e difíceis de melhorar simultaneamente Inspirados pela fissão e fusão dinâmicas das mitocôndrias projetamos um reforço plastificante reticulado dinamicamente complexado com polímeros termoplásticos O reforço plastificante manteve uma estrutura reticulada estável sob condições de uso rotineiro e dissociouse em oligômeros e monômeros lineares quando processado levando a uma melhoria significativa no desempenho mecânico e na processabilidade dos polímeros termoplásticos Demonstramos a eficácia e a versatilidade dessa estratégia modificando o poliuretano termoplástico o cloreto de polivinila e o ácido polilático Notavelmente após a modificação a resistência do poliuretano aumentou significativamente atingindo 758 MPa e excedendo a de todos os produtos de poliuretano termoplástico Ao mesmo tempo sua viscosidade foi reduzida em 70 Nenhum efeito de modulação dupla semelhante nas propriedades mecânicas e de processamento foi relatado anteriormente Este estudo fornece uma maneira simples geral e facilmente industrializável de aprimorar simultaneamente múltiplos aspectos geralmente contraditórios dos polímeros Resumo gráfico Plasticizing reinforcer simultaneously enhances contradictory properties of commercial polymers Dissociation Reassociation Reduced viscosity during processing Improved performance during using Improved strength Reduced viscosity Significant difference Introdução Os polímeros termoplásticos constituem aproximadamente 80 do mercado total de polímeros com uma produção anual de mais de 200 milhões de toneladas e desempenham um papel crucial na vida humana 1 2 Propriedades mecânicas e processabilidade são os aspectos mais importantes dos polímeros termoplásticos no entanto o conflito intrínseco entre esses aspectos é um grande desafio no avanço dos materiais de próxima geração 3 4 Numerosos esforços foram feitos para abordar essa questão incluindo o desenvolvimento de vitrímeros 5 6 redes de polímeros supramoleculares 7 mistura de polímeros 8 e novos equipamentos de processamento 9 No entanto esses métodos normalmente requerem polímeros com projetos estruturais especializados ou são adequados apenas para polímeros específicos e portanto difíceis de generalizar Aditivos são usados para modificar propriedades permeando quase todas as polímeros termoplásticos continua sendo um desafio Aditivos em polímeros geralmente permanecem em um estado estável desempenhando assim apenas uma única função No entanto processos dinâmicos como fusão e fissão são comuns em sistemas biológicos como mitocôndrias que são essenciais para acomodar as diversas e opostas necessidades fisiológicas das células em vários estágios 19 20 Esta observação inspira o design dos aditivos dinâmicos capazes de fusão e fissão Em células com nutrientes abundantes as mitocôndrias tendem a permanecer em um estado fragmentado o que reduz sua eficiência bioenergética e evita os efeitos nocivos associados à sobrecarga de nutrientes Em contraste em células privadas de nutrientes as mitocôndrias tendem a manter um estado conectado o que aumenta sua eficiência bioenergética garantindo assim a sobrevivência sob condições de suprimento limitado de nutrientes 21 Inspirados por essas mudanças reversíveis nas mitocôndrias nós conceituamos e sintetizamos um reforço plastificante capaz de passar por fusão e fissão adaptáveis Fig 1 Os reforços plastificantes são polímeros dinâmicos reticulados covalentemente Eles podem ser incorporados em polímeros termoplásticos usando métodos simples de mistura para melhorar as propriedades mecânicas e a estabilidade térmica do polímero Durante a fase de uso normal a rede reticulada do reforçador plastificante interpenetra as cadeias moleculares lineares do polímero termoplástico fortalecendo assim o polímero 22 Durante o estágio de processamento o reforçador plastificante é convertido adaptativamente em oligômeros lineares e pequenas moléculas o que diminuiu as interações intermoleculares em polímeros termoplásticos e aumentou a fluidez das cadeias moleculares benéficas para reduzir a viscosidade e facilitar o processamento Ao retornar à temperatura de uso no final do processamento os oligômeros e pequenas moléculas mostraram formar espontaneamente uma estrutura reticulada e portanto continuaram a melhorar as propriedades mecânicas do material Neste estudo três polímeros representativos foram selecionados para verificar a generalidade e a eficácia desta propriedades permeando quase todas as aplicações de polímeros termoplásticos 10 11 Agentes de reforço comuns em polímeros como fibras de carbono fibras de vidro e negro de fumo podem melhorar significativamente as propriedades mecânicas 12 13 14 No entanto esses agentes aumentam rapidamente a viscosidade da resina em várias ordens de magnitude tornando o processamento subsequente extremamente desafiador Pequenas moléculas ou oligômeros são frequentemente empregados como plastificantes para diminuir a viscosidade de polímeros termoplásticos durante o processamento no entanto eles também reduzem a resistência mecânica do polímero 15 16 17 Por exemplo o uso de poliéster de baixo peso molecular demonstrou reduzir a viscosidade do ácido polilático durante o processamento no entanto também diminui seu limite de escoamento de 62 MPa para 79 MPa 18 Embora plastificantes e agentes de reforço sejam cruciais eles também podem levar à degradação de outras propriedades Portanto melhorar simultaneamente as propriedades mecânicas e de processamento de polímeros termoplásticos continua sendo um