Estudo das propriedades termomecânicas de nanocompósitos poliméricos multifuncionais baseados em nanotubos de carbono e nanossílica
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Tipo
Dissertação
Data de publicação
2024-06-14
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Silva, Bruno Milton Oliveira da
Orientador
Ribeiro, Hélio
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Maroneze, Camila Marchetti
Trigueiro, João Paulo Campos
Trigueiro, João Paulo Campos
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
Diante da crescente necessidade de utilização de materiais multifuncionais de alto desempenho
com aplicações em diversos setores industriais e tecnológicos, este trabalho teve como objetivo
investigar as propriedades térmicas e mecânicas de nanocompósitos poliméricos híbridos. Para
este estudo foram utilizados como nanoaditivos amostras de nanotubos de carbono oxidada
(MWCNT-OXI), nanossílica (NS), e seu híbrido (MWCNT-OXI+NS) na matriz polimérica a
base de diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA) e trietilenotetramina (TETA) como agente de
cura. Nanocompósitos contendo 0,25%, 0,50% e 1,00% em massa de MWCNT-OXI, NS e do
seu híbrido MWCNT-OXI+NS na proporção de 1:1 foram preparados. Estes nanocompósitos
quando estudados pela técnica de DMA revelaram aumentos de 36%, 57% e 67% no módulo
de armazenamento a 50°C para as amostras de MWCNT-OXI+NS, MWCNT-OXI, e NS
respectivamente em relação ao polímero puro. Em relação a temperatura de transição vítrea
(Tg), foram observados aumentos de até 15°C em comparação com o epóxi puro com destaque
para a amostra contendo 0,25% em massa de MWCNT-OXI. Também foi possível verificar a
mesma tendência para os aumentos na densidade de ligações cruzadas, demonstrando uma boa
adesão entre as nanoestruturas e a matriz polimérica. Estes aumentos foram proporcionais ao
módulo de armazenamento (E’), especialmente para a amostra contendo 1% em massa de NS.
As curvas termogravimétricas dos nanocompósitos demonstram que a estabilidade térmica do
polímero foi mantida após a incorporação destas nanopartículas na resina epóxi. Os testes de
Dureza Shore D evidenciaram o aumento da resistência à deformação plástica dos
nanocompósitos produzidos para todas a concentrações de nanoaditivos usadas. Finalmente
pelas medidas de condutividade térmica (CT), foi possível observar aumentos de até 85% na
CT em relação ao polímero puro para todas as composições produzidas, com destaque para a
amostra contendo 1% em massa do híbrido MWCNT-OXI+NS. Sendo assim, verificou-se que
o uso de nanomateriais na forma simples ou combinada ajudou significativamente na melhoria
das propriedades térmicas e mecânicas do epóxi levando a formação de nanocompósitos
multifuncionais.
Descrição
Palavras-chave
polímeros , epóxi , nanocompósitos , nanotubos de carbono , nanossílica , propriedades térmicas e mecânicas , multifuncional