Obtenção e caracterização de nanodielétrico polimérico quaternário de PP/PEAD/NTC e agente compatibilizante

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Carvalho, Diego de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Química; Nanotubos de carbono; Microscopia eletrônica de varredura
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/14986

Esta pesquisa busca desenvolver e caracterizar um nanodielétrico flexível de matriz polimérica. Para isto, foi proposta uma rota de obtenção do material a partir da adição de cargas condutivas de nanotubo de carbono (NTC) abaixo do limite de percolação (0,1 %m/m), em uma nanoblenda polimérica de polipropileno/polietileno de alta densidade (PP/PEAD) (90/10). Para a obtenção da nanoblenda foi avaliada a adição de 3 %m/m de três compatibilizantes: copolímero tribloco, baseado em estireno-etileno/butileno (SEBS), terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) e copolímero de etileno-propileno (EP). As formulações estudadas foram processadas em extrusora dupla rosca e as amostras foram avaliadas quanto às suas propriedades termodinâmicas, cinéticas, reológicas, térmicas e morfológicas. Através do método de mistura e das análises realizadas, verificou-se que os fatores termodinâmicos permitiram a preferência pela localização dos NTC na fase PP, enquanto os fatores cinéticos e reológicos, na fase PE. Através da Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foi observada a redução do grau de cristalinidade do PEAD de 60% na blenda, para 47% ao adicionar NTC, podendo ser a evidência da presença da nanopartícula nesta fase. Nas imagens de Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FESEM) é observada a redução de diâmetros da fase dispersa pela adição de NTC em todas as formulações, por exemplo, de 211 nm na blenda PP/PE, para 103 nm com a adição de NTC nesta formulação. Portanto, assim é confirmada a morfologia da nanoblenda através das gotas da fase dispersa presentes com dimensões na ordem de 100 nm de diâmetro. Nas imagens de Microscopia eletrônica de transmissão (MET), foi analisada a amostra PP/PE/NTC e observou-se que grande parte dos NTC estavam presentes na fase dispersa (PE). Por fim, através da Espectroscopia de Impedância foi observada a contribuição da polarização interfacial nas amostras contendo NTC, aumentando a constante dielétrica nas baixas frequências, de 3,15@1Hz (nanoblenda pura) para 16,91@1Hz (nanoblenda com NTC). Porém, com a adição dos compatibilizantes houve redução da constante dielétrica, possivelmente pela alteração na viscosidade da mistura, expulsando os NTC presentes na fase dispersa em graus de intensidade diferentes.