Pesquisa e desenvolvimento de nanocompósito constituído por embalagens recicladas e óxido de grafeno para aplicação em impressão 3D

Abstract

The main objective of this work was to research and develop a polymer nanocomposite consisting of its matrix, recycled multilayer flexible packaging and of its dispersed phase, graphene oxide, for application in 3D printing. Flexible multilayer packaging underwent to a recycling recycling process and the incorporation of graphene oxide. For this, the processes of melting of the polymer and the incorporation of the graphene oxide were applied. Further, analyses were performed to characterization of the polymer matrix and the graphene oxide separately and both mixed through for tests such as X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) and thermogravimetric analysis (TGA), for the morphological characterization such as scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy (OM), for rheological characterization, melt flow index (MFI), and for characterization of mechanical properties such as tensile strength and impact. The obtained results showed that with the incorporation of the graphene oxide in the polymer matrix, properties such as the reduction of density and improvements in the melt flow index and the impact resistance, make the nanocomposite developed interesting for the 3D printing process.

Este trabalho teve como principal objetivo pesquisar e desenvolver um nanocompósito polimérico constituído por sua matriz, embalagem flexível multicamada reciclada e por fase dispersa, óxido de grafeno, para aplicação em impressão 3D. As embalagens flexíveis multicamadas passaram por um processamento de reciclagem e incorporação de óxido de grafeno. Para isso, foram utilizados os processos de fusão do polímero e incorporação do óxido de grafeno. Ainda foram realizados ensaios para caracterização química da matriz polimérica e do óxido de grafeno separadamente e, misturados através de análises como, difração de raios x (DRX), espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de raios-x por dispersão de energia (EDS) e análise termogravimétrica (TGA), para a caracterização morfológica como microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica (MO), para caracterização reológica, índice de fluidez (IF) e para caracterização das propriedades mecânicas como resistência à tração e ao impacto. Os resultados obtidos demonstraram que com a incorporação do óxido de grafeno na matriz polimérica, propriedades como a diminuição da densidade e melhorias no índice de fluidez e na resistência ao impacto, tornam o nanocompósito desenvolvido interessante para o processo de impressão 3D.