Efeito de materiais bidimensionais no mecanismo de fotodegradação de materiais poliméricos
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Tipo
Tese
Data de publicação
2023-08-16
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Ângulo, Aurianny Lima
Orientador
Fechine, Guilhermino José Macêdo
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Silva, Cecilia de Carvalho Castro e
Rabello, Marcelo Silveira
Ribeiro, Hélio
Scuracchio, Carlos Henrique
Rabello, Marcelo Silveira
Ribeiro, Hélio
Scuracchio, Carlos Henrique
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
Esta pesquisa refere-se ao estudo dos mecanismos de degradação de nanocompósitos
baseados em materiais bidimensionais. O comportamento desses materiais quando
expostos à radiação ultravioleta (UV), embora pouco estudado, é uma importante
ferramenta para entender a vida útil desses produtos e definir estratégias de estabilização.
Neste trabalho, foi investigado o processo de fotodegradação dos polímeros puros e dos
nanocompósitos, a fim de entender o comportamento oxidativo de sistemas poliméricos
baseados em materiais 2D sem aditivação sob diferentes períodos de exposição ao
envelhecimento acelerado. A escolha das matrizes poliméricas foi correlacionada com o
setor de produção de filmes para embalagens, devido à grande importância deste produto
na manutenção da qualidade e frescor dos produtos alimentícios. Os nanocompósitos
foram preparados usando a técnica de mistura no estado fundido. O dissulfeto de
molibdênio (MoS2), em baixíssimos teores de carga, foi usado como material 2D em
nanocompósitos de poliestireno, o grafeno (Gr) e óxido de grafeno (GO) foram
adicionados em polietileno de baixa densidade (PEBD) e o nitreto de boro hexagonal (h BN) foi usado em matriz de polietileno de alta densidade (PEAD). As amostras foram
produzidas com teores diversos de materiais 2D, entre 0,001 e 0,005 para os
nanocompósitos à base de PS; e entre 0,05 e 0,3% em massa para poliolefinas. As
amostras foram expostas à radiação ultravioleta, em uma câmara de envelhecimento
acelerado, por períodos de até 8 semanas. Após os intervalos de exposição selecionados,
a extensão da degradação foi avaliada por espectroscopia de infravermelho (FTIR),
espectroscopia no espectro visível (UV-vis), difração de raios-X (DRX) e ensaios
térmicos (DSC), a depender da composição. A banda de carbonila foi monitorada em
função do tempo de exposição à radiação por índice de carbonila e ajuste matemático de
curva. A deconvolução da banda de FTIR revelou a presença dos grupos funcionais
oxigenados típicos de processos foto-oxidativos: ácidos carboxílicos, cetonas, aldeídos e
ésteres. O comportamento de oxidação em relação ao tipo de nanocompósitos mostra que
as composições de PS/MoS2, PEBD/Gr e PEBD/0,3 GO sofrem menores taxas de
oxidação quando comparadas às matrizes. Estas composições estão associadas ao efeito
fotoprotetor decorrente da presença das nanoestruturas. Por outro lado, as composições
de baixo teor de óxido de grafeno e hBN/PEAD aceleraram os processos de degradação.
Descrição
Palavras-chave
nanoestruturas