Nanocompósitos poliméricos de pet/grafeno: relação da morfologia com a condutividade térmica

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dc.contributor.advisorAndrade, Ricardo Jorge Espanhol
dc.contributor.authorPetraconi, André
dc.date.accessioned2022-12-13T11:45:57Z
dc.date.available2022-12-13T11:45:57Z
dc.date.issued2022-08-16
dc.description.abstractA síntese, caracterização, modificação e aplicação de grafeno está recebendo atualmente muita atenção devido às suas propriedades únicas, e aplicações inovadoras e disruptivas, tais como nanocompósitos multifuncionais (função de barreira eletromagnética, dissipação de calor, melhor desempenho mecânico, entre outras), materiais inteligentes através da impressão 3D/4D, tintas condutivas, entre outras. Entender a relação entre a estrutura/morfologia, processamento e propriedades finais, é essencial para o design e produção de materiais com propriedades apropriadas para as várias aplicações emergentes. Neste contexto, este trabalho investiga sobre a relação entre a morfologia e os mecanismos de dissipação de energia térmica entre o poli(tereftalato de etileno (PET) e dois tipos de grafenos comerciais incorporados por meio da técnica de mistura por fundido. Os resultados indicam que as nanopartículas de grafeno com concentrações variando entre 0,001 a 1 phr, conferem um incremento de aproximadamente de 8% na condutividade térmica do nanocompósito de PET com grafeno esfoliado contendo maior tamanho lateral (PET/GNEX). Enquanto as outras amostras de PET com grafeno esfoliado de menor tamanho lateral (PET/GE) indicou uma redução na condutividade térmica de até 5% nas mesmas concentrações utilizadas, porém, na concentração de grafeno de 0,1 phr apresentou um incremento de 44% no módulo de Young em relação ao PET puro. O principal efeito observado é o aprimoramento do módulo de Young ao utilizar nanopartículas com menor tamanho lateral, enquanto as maiores produzem uma melhoria da condutividade térmica sem a deterioração das propriedades mecânicas. Estes fatores também contribuíram para o aumento da viscosidade comprovada nos ensaios reológicos e da condutividade térmica nas interfaces criadas entre o PET e o grafeno GNEX devido o maior tamanho lateral, menor defeitos estruturais e uma distribuição espacial mais uniforme nos nanocompósitos. Os resultados das análises elucidam sobre estes efeitos e indicam um caminho para o aprimoramento das propriedades térmicas e mecânicas dos nanocompósitos.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nívelpt_BR
dc.description.sponsorshipIPM - Instituto Presbiteriano Mackenziept_BR
dc.description.sponsorshipOutrospt_BR
dc.identifier.urihttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/31083
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.subjectpet/grafenopt_BR
dc.subjectnanocompósitospt_BR
dc.subjectcondutividade térmicapt_BR
dc.titleNanocompósitos poliméricos de pet/grafeno: relação da morfologia com a condutividade térmicapt_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/9879808891233485pt_BR
local.contributor.authorOrcidhttps://orcid.org/0000-0003-3535-2754pt_BR
local.contributor.board1Ribeiro, Hélio
local.contributor.board1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0766240077339002pt_BR
local.contributor.board2Costa, Lidiane Cristina
local.contributor.board2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8246109223926480pt_BR
local.contributor.board2Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0280-6994pt_BR
local.description.abstractenThe synthesis, characterization, modification and application of graphene is currently receiving much attention due to its unique properties, and innovative and disruptive applications, such as multifunctional nanocomposites (electromagnetic barrier function, heat dissipation, better mechanical performance, among others), intelligent materials for 3D/4D printing, conductive inks, among others. Understanding the relationship between structure/morphology, processing and final properties is essential for the design and production of materials with appropriate properties for the various emerging applications. In this context, this work investigates the relationship of morphology and the mechanisms of thermal energy dissipation between poly(ethylene terephthalate (PET) and two types of commercial graphenes incorporated through the melt mixing technique. The results indicate that graphene nanoparticles with concentrations ranging from 0.001 to 1 phr, provide an increase of approximately 8% in the thermal conductivity of the PET nanocomposite with exfoliated graphene containing greater lateral size (PET/GNEX) While the other PET samples with exfoliated graphene of smaller lateral size (PET/GE) indicated a reduction in thermal conductivity of up to 5% at the same concentrations used, however, at the graphene concentration of 0.1 phr it showed an increase of 44 % in Young's modulus in relation to pure PET. The main effect observed is the improvement of the Young's modulus when using nanoparticles with lower t lateral size, while the larger ones produce an improvement of the thermal conductivity without the deterioration of the mechanical properties. These factors also contributed to the increase in viscosity proven in rheological tests and thermal conductivity at the interfaces created between PET and GNEX graphene due to the larger lateral size, smaller structural defects and a more uniform spatial distribution in the nanocomposites. The analysis results elucidate these effects and indicate a way to improve the thermal and mechanical properties of nanocomposites.pt_BR
local.description.sponsorshipOtherEmpresa/Indústria: Dini Têxtilpt_BR
local.keywordspet/graphenept_BR
local.keywordsnanocompositespt_BR
local.keywordsthermal conductivitypt_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.cnpqEngenharia de Materiaispt_BR
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