NMR Analysis of Sulfonated Polystyrene

Atactic polystyrene (PS) has an amorphous structure. Compounds such as H2SO4 and SO3 are commonly used as sulfonating agents for various polymers, including PS. The main purpose of this work is to study chemical structural changes in PS arising from sulfonation through DSC analysis and NMR spectroscopy. An increase in the glass transition temperature (Tg) of sulfonated polystyrene and a decrease of proton relaxation time in the rotating frame (T1ρH) in relation to pure polystyrene were observed. These findings indicate a reduction in the mobility of chains due to strong interaction between the polymers. The variation of heat capacity (∆Cp) was evaluated to confirm strong interactions with ~SO3H groups. Resumo: O poliestireno atático apresenta estrutura amorfa. Compostos tais como H2SO4 ou SO3 são comumente usados como agentes de sulfonação para vários polímeros, principalmente para o PS. O objetivo deste trabalho é estudar as mudanças estruturais provocadas no poliestireno (PS) devido à reação de sulfonação, empregando a análise térmica por DSC e a espectroscopia de RMN. Foi observado um aumento na temperatura de transição vítrea do poliestireno sulfonado e uma diminuição no tempo de relaxação do hidrogênio no referencial rotatório (T1ρH) em relação ao PS puro, indicando a redução da mobilidade das cadeias devido a forte interação entre os polímeros. A variação da capacidade calorífica (∆Cp) foi calculada a fim de confirmar as fortes interações com os grupos ~SO3H.