Polimerização in-situ de poliuretano em meio de óxido de grafeno
Tipo
Dissertação
Data de publicação
2020-01-29
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Avancini, Milena
Orientador
Silva, Cecília de Carvalho Castro e
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Maroneze, Camila Marchetti
Kodama, Yasko
Kodama, Yasko
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
A utilização de nanomateriais derivados do grafeno para a produção de compósitos é cada vez
maior. Isso porque o grafeno e seus derivados possuem excelentes propriedades mecânicas,
térmicas e elétricas, promovendo consequentemente um ganho de propriedades na matriz na
qual é aplicado. Para isso, diferentes formas de produção e incorporação desses materiais e
seus derivados vêm sendo estudadas desde o isolamento do grafeno em 2010. Porém algumas
dificuldades vêm sendo encontradas quanto aos métodos de incorporação destes
nanomateriais, pois cada matriz possui uma necessidade específica, e para que o
nanocompósito seja produzido de maneira efetiva, o processo de incorporação deve garantir a
inserção do material à matriz sem pontos de aglomeração ou separação. Com isso, o presente
trabalho propõe a incorporação efetiva de óxido de grafeno (GO) em uma matriz polimérica,
uma espuma flexível a base de poliuretano, através do método de polimerização in-situ,
visando a obtenção de um nanocompósito com propriedades mecânicas superiores à espuma
sem o GO. Para isso, o GO utilizado foi produzido através do método de Hummers modificado
e a produção das espumas seguiu as etapas de um processo industrial convencional. Diferentes
concentrações de GO foram avaliadas no preparo do compósito (0,0010; 0,0015; 0,0030;
0,0090; 0,02; 0,03 e 0,05%), sendo que os melhores ganhos em propriedades mecânicas foram
alcançados ao se utilizar 0,03% (m/m) de GO a matriz polimérica de PU. A adição desta
pequena quantidade de GO durante o processo de polimerização in-situ permitiu um aumento
de 16,78% na tensão de ruptura do material e 11,80% na propriedade de resistência ao rasgo
em comparação com a amostra de PU puro. Além disso as amostras de PU@GO 0,03%,
apresentaram um alongamento de apenas 133,9% antes de se romperem (ao se aplicar 127,0
KPa) em comparação com a amostra de PU puro 172,8% (ao se aplicar 108,8 KPa),
comprovando assim que a incorporação das folhas de GO na matriz polimérica promove um
aumento da rigidez da cadeia polimérica. Testes de força de endentação à 40% (IFD),
mostraram que o nanocompósito PU@GO 0,03%, apresentou um aumento expressivo de
91,40% no valor de IFD, em relação a amostra de PU puro. O método proposto neste trabalho
para incorporar 0,03% de GO a matriz polimérica do PU, não causou alterações no fator de
conforto das espumas e muito menos no processo produtivo, possibilitando assim o
escalonamento industrial do nanocompósito. Deste modo, o nanocompósito desenvolvido
neste trabalho apresenta um grande potencial tecnológico, podendo ser empregado em diversos
setores da indústria dos poliuretanos, gerando materiais com maior tempo de vida, menor
desgaste e elevada resistência mecânica.
Descrição
Palavras-chave
óxido de grafeno , espuma de poliuretano , nanocompósito
Assuntos Scopus
Citação
AVANCINI, Milena. Polimerização in-situ de poliuretano em meio de óxido de grafeno. 2020. 67 f. Dissertação (mestrado em Engenharia de Materiais e Nanotecnologia) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2020.