Publicação
Síntese e caracterização de compósitos nanoestruturados a base de nanofolhas de grafeno quimicamente modificadas: preparação, estudo da estrutura e propriedades físico-químicas
| Resumo: | Neste trabalho foi investigada a influência do grupo tetraetilenopentamina (TEPA), covalentemente ligado às paredes do óxido de grafeno (GO), nas propriedades térmicas e mecânicas de nanocompósitos baseados em diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA). As nanofolhas de GO-TEPA foram sintetizadas de forma rápida, em reação assistida por radiação de microondas. A mistura das nanocargas na resina epóxi foi realizada em moinho de rolos objetivando alcançar dispersões homogêneas. A morfologia e as propriedades das nanofolhas de GO e GO-TEPA foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e espectroscopia Raman. Compósitos contendo 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa de GO e GO-TEPA foram preparados e melhorias consideráveis no comportamento térmico e mecânico desses materiais foram observadas. Os compósitos produzidos foram caracterizados por MEV, calorimetria exploratória diferencial (DSC), nanoindentação, análise térmica dinâmico-mecânica (DMA) e pelo método de flash laser. Medidas de nanoindentação demonstraram aumentos significativos de até 73% no módulo de Young e 140% na dureza para o compósito contendo 0,5% em massa de GO-TEPA. As medidas de condutividade térmica (CT) mostraram ganhos de até 103% para os compósitos em relação ao polímero puro. O desempenho térmico e mecânico dos compósitos produzidos foi confirmado por medidas de DMA e por DSC que revelaram aumentos de até 20ºC em suas temperaturas de transição vítrea (Tg). O bom desempenho termomecânico desses compósitos dependeu fortememente do grau de esfoliação e dispersabilidade das nanocargas na matriz polimérica, os quais estão associados à extensão da modificação química das nanofolhas do grafeno. |
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| Autores principais: | Helio Ribeiro |
| Assunto: | Propriedades térmicas e mecânicas Funcionalização química Óxido de grafeno Nanocompósitos Resina epóxi Tetraetilenopentamina Microondas Compósitos poliméricos Propriedades mecânicas Resinas epoxi Físico-química Nanotecnologia Grafeno |
| Ano: | 2019 |
| País: | Brasil |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | IBICT |
| Idioma: | português |
| Origem: | Oasisbr |
| Resumo: | Neste trabalho foi investigada a influência do grupo tetraetilenopentamina (TEPA), covalentemente ligado às paredes do óxido de grafeno (GO), nas propriedades térmicas e mecânicas de nanocompósitos baseados em diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA). As nanofolhas de GO-TEPA foram sintetizadas de forma rápida, em reação assistida por radiação de microondas. A mistura das nanocargas na resina epóxi foi realizada em moinho de rolos objetivando alcançar dispersões homogêneas. A morfologia e as propriedades das nanofolhas de GO e GO-TEPA foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e espectroscopia Raman. Compósitos contendo 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa de GO e GO-TEPA foram preparados e melhorias consideráveis no comportamento térmico e mecânico desses materiais foram observadas. Os compósitos produzidos foram caracterizados por MEV, calorimetria exploratória diferencial (DSC), nanoindentação, análise térmica dinâmico-mecânica (DMA) e pelo método de flash laser. Medidas de nanoindentação demonstraram aumentos significativos de até 73% no módulo de Young e 140% na dureza para o compósito contendo 0,5% em massa de GO-TEPA. As medidas de condutividade térmica (CT) mostraram ganhos de até 103% para os compósitos em relação ao polímero puro. O desempenho térmico e mecânico dos compósitos produzidos foi confirmado por medidas de DMA e por DSC que revelaram aumentos de até 20ºC em suas temperaturas de transição vítrea (Tg). O bom desempenho termomecânico desses compósitos dependeu fortememente do grau de esfoliação e dispersabilidade das nanocargas na matriz polimérica, os quais estão associados à extensão da modificação química das nanofolhas do grafeno. |
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