Fotodegradação e fotoestabilização de nanocompósitos a base de polipropileno e óxido de grafeno

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dc.contributor.advisorFechine, Guilhermino José Macêdo
dc.contributor.authorAmorim, Nathalia Saraiva Quirino Simões de
dc.date.accessioned2022-02-05T16:50:33Z
dc.date.available2022-02-05T16:50:33Z
dc.date.issued2021-08-19
dc.description.abstractEste trabalho refere-se à preparação e caracterização de nanocompósitos a base de polipropileno (PP) com a incorporação de óxido de grafeno (GO) e/ou de aditivos fotoestabilizantes, a fim de obter-se materiais com melhorias no desempenho mecânico e na resistência a fotodegradação quando comparados com o PP puro. O trabalho foi dividido em duas etapas: a primeira referente à obtenção e caracterização do GO e de nanocompósitos PP/GO com diferentes concentrações, a fim de definir a concentração com melhor desempenho mecânico; e a segunda etapa referente à obtenção e caracterização de nanocompósitos PP/GO com a concentração definida na etapa anterior e a presença de aditivos fotestabilizantes, seguida de exposição dos materiais ao envelhecimento artificial e caracterização. O GO foi obtido por meio da oxidação química do grafite, usando o método de Hummers modificado, seguida de esfoliação líquida em água e caracterizado por análise termogravimétrica (TGA), difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e microscopia de força atômica. Os resultados indicaram que o GO obtido teve um alto índice de oxidação e um empilhamento de camadas relativamente baixo. Os nanocompósitos da primeira etapa foram obtidos com concentrações finais de carga de 0,05%, 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa. Os corpos de prova de tração foram obtidos por meio de moldagem por compressão, utilizando prensa hidráulica com aquecimento, e os corpos de prova de impacto foram obtidos por meio de injeção. Os resultados de tração e impacto apontaram melhor desempenho mecânico para a composição PP/GO 0,1%, sendo essa concentração definida para ser utilizada na segunda etapa. Os nanocompósitos da segunda etapa foram obtidos na forma de filmes por meio de prensagem em prensa hidráulica com aquecimento. Foram preparadas 5 composições de nanocompósitos PP/GO com diferentes aditivos (antioxidantes, absorvedor de ultravioleta - UV e estabilizantes à luz tipo aminas impedidas - HALS) e 5 composições de referência, de PP puro e aditivos. Os filmes foram expostos em câmara de envelhecimento artificial por até 4 semanas e foram caracterizados por meio de análise do aspecto visual, FTIR e por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os resultados revelaram que a adição de GO na matriz de PP retardou o processo fotodegradativo do PP, que o absorvedor de UV não foi eficiente na proteção à fotodegradação e que os filmes com HALS obtiveram a melhor proteção contra a fotodegradação dentre todas as composições analisadas, indicando um efeito sinérgico entre HALS/absorvedor de UV e também entre o GO e os aditivos (HALS/absorvedor de UV).pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nívelpt_BR
dc.description.sponsorshipMackPesquisa - Fundo Mackenzie de Pesquisapt_BR
dc.identifier.urihttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/28798
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectfotodegradaçãopt_BR
dc.subjectpolipropilenopt_BR
dc.subjectòxido de grafenopt_BR
dc.subjectnanocompósitopt_BR
dc.titleFotodegradação e fotoestabilização de nanocompósitos a base de polipropileno e óxido de grafenopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
local.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8109533360196619pt_BR
local.contributor.advisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0002-5520-8488pt_BR
local.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7250955592710498pt_BR
local.contributor.board1Rosa, Derval dos Santos
local.contributor.board1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0103007276004318pt_BR
local.contributor.board1Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9470-0638pt_BR
local.contributor.board2Andrade, Ricardo Jorge Espanhol
local.contributor.board2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2704277390841473pt_BR
local.contributor.board2Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6902-8269pt_BR
local.description.abstractenThis work refers to the preparation and characterization of nanocomposites based on polypropylene (PP) with the incorporation of graphene oxide (GO) and/or photostabilizing additives, in order to obtain materials with improvements in mechanical performance and resistance to photodegradation when compared to neat PP. The work was divided into two stages: the first related to obtaining and characterizing GO and PP/GO nanocomposites with different concentrations, in order to define the concentration with the best mechanical performance; and the second step refers to the obtaining and characterization of PP/GO nanocomposites with the concentration defined in the previous step and the presence of photostabilizing additives, followed by exposure of the materials to artificial aging and characterization. GO was obtained through the chemical oxidation of graphite, using the modified Hummers method, followed by liquid exfoliation in water and characterized by thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy and atomic force microscopy. The results indicated that the GO obtained had a high oxidation index and a relatively low layer stacking. The first stage nanocomposites were obtained with final load concentrations of 0.05%, 0.1%, 0.3% and 0.5% by mass. The tensile specimens were obtained through compression molding, using a hydraulic press with heating, and the impact specimens were obtained through injection. The results of tensile and impact tests showed better mechanical performance for the 0.1% PP/GO composition, and this concentration was defined to be used in the second stage. The second stage nanocomposites were obtained in the form of films by compression molding using a hydraulic press with heating. Five compositions of PP/GO nanocomposites were prepared with different additives (antioxidants, ultraviolet - UV - absorber and hindered amine light stabilizer - HALS) and 5 reference compositions, of pure PP and additives. The films were exposed in an artificial aging chamber for up to 4 weeks and were characterized by visual aspect analysis, FTIR and by Differential Scanning Calorimetry (DSC). The results revealed that the addition of GO to the PP matrix delayed the photodegradation process of PP, that the UV absorber was not efficient in protecting against photodegradation and that films with HALS had the best protection against photodegradation among all the compositions analyzed, indicating a synergistic effect between HALS/UV absorber and also between GO and additives (HALS/UVpt_BR
local.keywordsphotodegradationpt_BR
local.keywordspolypropylenept_BR
local.keywordsgraphene oxidept_BR
local.keywordsNanocompositept_BR
local.publisher.departmentCentro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)pt_BR
local.publisher.programEngenharia de Materiais e Nanotecnologiapt_BR
local.subject.cnpqEngenharia de materiais e metalúrgicapt_BR
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