Suspensões aquosas de nitreto de boro hexagonal: esfoliação e caracterização

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dc.contributor.advisorAndrade, Ricardo Jorge Espanhol
dc.contributor.authorYokoyama, Dante Daiki Kawagishi
dc.date.accessioned2022-10-05T14:19:02Z
dc.date.available2022-10-05T14:19:02Z
dc.date.issued2022-08-19
dc.description.abstractEste projeto visa o estudo do processo de esfoliação e suas caracterizações físico-químicas e reológicas do nitreto de boro hexagonal (h-BN) em suspensões com concentrações de 0,01, 0,1, 1, 2, 5, 7 e 10mg/mL de h-BN. O h-BN foi produzido por esfoliação líquida utilizando uma solução contendo 20% de isopropanol em água e equipamentos de ultrassom de banho e ponteira. O material antes e após a esfoliação foi caracterizado por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Raman e Difração de Raios-X. Somente após a esfoliação foram caracterizados por Termogravimetria (TGA), Espalhamento Dinâmico de LUZ (DLS), Potencial Zeta e realizados os estudos reológicos. Após realizados os ensaios foram observados pelas imagens de microscopia uma redução do tamanho das aglomerações e menor quantidade de camadas empilhadas após esfoliação. O cálculo realizado com a equação de Debye-Scherrer, demonstrou uma diminuição do tamanho de cristalito de 17,06nm para 13,77nm. A distribuição de tamanho partículas revelou-se semelhante assim como um leve aumento do diâmetro hidrodinâmico com o aumento da concentração de h-BN na solução. Devido ao valor de potencial Zeta perto do limite teórico de ±30mV a suspensão mostrou-se instável, havendo precipitação e aglomeração das nanopartículas no fluido. Os ensaios espectroscópicos verificaram as características estruturais, como vibrações das ligações entre o Boro (B) e Nitrogênio (N), indicando que o material possui uma pureza elevada. A partir da análise térmica pode-se confirmar sua estabilidade térmica até 800oC, como descrito na literatura. As suspensões produzidas encontraram-se no regime newtoniano com base nos ensaios reológicos realizados, e a partir desses resultados a amostra produzida pode ser indicada para métodos como spray-coating e ink-jet printing, para ser utilizado em aplicações como revestimentos ou como cargas após secas.pt_BR
dc.description.sponsorshipIPM - Instituto Presbiteriano Mackenziept_BR
dc.identifier.urihttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/30653
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.publisherUniversidade Presbiteriana Mackenzie
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectnitretopt_BR
dc.subjectboropt_BR
dc.subjecthexagonalpt_BR
dc.subjectsuspensãopt_BR
dc.subjectreologiapt_BR
dc.titleSuspensões aquosas de nitreto de boro hexagonal: esfoliação e caracterizaçãopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
local.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2704277390841473pt_BR
local.contributor.advisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0002-6902-8269pt_BR
local.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4921978936780629pt_BR
local.contributor.board1Fechine, Guilhermino José Macêdo
local.contributor.board1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8109533360196619pt_BR
local.contributor.board1Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5520-8488pt_BR
local.contributor.board2Naccache, Monica Feijó
local.contributor.board2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0010848295031388pt_BR
local.contributor.coadvisorRibeiro, Hélio
local.contributor.coadvisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0766240077339002pt_BR
local.description.abstractenThis project aims to study the exfoliation process and its physicochemical and rheological properties of hexagonal boron nitride (h-BN) in suspensions with concentrations of 0.01, 0.1,1, 2, 5, 7 and 10mg/ml of h-BN. h-BN was produced by liquid exfoliation using a solution containing 20% isopropanol in water and bath and ultrasound equipment tip. The material before and after exfoliation was characterized by electron microscopy of Transmission (TEM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Infrared by Fourier Transform (FTIR), Raman Spectroscopy and X-Ray Diffraction. only after exfoliation were characterized by Thermogravimetry (TGA), Dynamic Scattering of LIGHT (DLS), Zeta Potential and rheological studies were carried out. After the tests were carried out microscopy images showed a reduction in the size of the agglomerations and less amount of layers stacked after exfoliation. The calculation performed with the equation of Debye-Scherrer, demonstrated a decrease in crystallite size from 17.06nm to 13.77nm. The particle size distribution was similar as well as a slight increase in hydrodynamic diameter with increasing concentration of h-BN in the solution. Due to the Zeta potential value close to the theoretical limit of ±30mV, the suspension proved to be unstable, with precipitation and agglomeration of nanoparticles in the fluid. The tests spectroscopic investigations verified the structural characteristics, such as vibrations of the connections between the Boron (B) and Nitrogen (N), indicating that the material has a high purity. From thermal analysis, its thermal stability can be confirmed up to 800oC, as described in literature. The suspensions produced were found in the Newtonian regime based on the rheological tests performed, and from these results the sample produced can be indicated for methods such as spray-coating and ink-jet printing, to be used in applications such as coatings or as fillers after drying.pt_BR
local.keywordsnitridept_BR
local.keywordsboronpt_BR
local.keywordshexagonalpt_BR
local.keywordssuspensionpt_BR
local.keywordsrheologypt_BR
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentEscola de Engenharia Mackenzie (EE)pt_BR
local.publisher.initialsUPM
local.publisher.programEngenharia de Materiais e Nanotecnologiapt_BR
local.subject.cnpqEngenhariapt_BR
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