Nanocompósitos de matriz polimérica no limiar de percolação de interfase - Barnasky, Ricardo Ritter de Souza (2023)
O limiar de percolação de interfase é uma região de transição que necessita ser melhor elucidada e deve ser considerada na formulação e processamento de nanocompósitos, pois pode trazer consigo alterações indesejadas nas propriedades dos materiais. Neste trabalho, foram produzidos nanocompósitos poliméricos de matriz epóxi com nanotubos de carbono em em diferentes estados de percolação, e suas caracteristicas foram avaliados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial (DSC), tração, nanoindentação e tenacidade à fratura A correlação de imagens digitais (DIC) foi utilizada em conjunto aos ensaios de tração e tenacidade e possibilitou a visualização das deformações superficiais dos nanocompósitos. A determinação do limiar de percolação foi baseada no aumento da condutividade elétrica, ocorrendo acima de 0,15% e abaixo de 0,50% em volume de nanoparticulas. Os valores ficaram dentro dos intervalos calculados por diferentes abordagens de predição de percolação. A completa cura dos nanocompósitos foi confirmada por FTIR, evidenciando a possibilidade de endurecedor em excesso ou umidade, conforme indicado pela análise termogravimétrica que mostrou perda de massa inicial em todas as amostras. Além disso, as amostras no limiar de percolação exibiram menor temperatura de inicio e pico de degradação. A análise por DSC revelou um aumento na temperatura de transição vitrea na região de percolação. A técnica de nanoindentação destacou a diminuição das propriedades mecânicas dos nanocompósitos próximos e após o limiar de percolação. As análises de tração e tenacidade à fratura indicaram uma queda nas propriedades nessa região, sendo que os nanocompósitos com 0,22% em volume de nanoparticulas melhor evidenciaram o limiar de percolação. O uso do DIC foi eficaz na visualização das deformações superficiais dos nanocompósitos. A identificação da região de percolação em nanocompósitos emerge como uma etapa importante para assegurar a produção de nanomateriais, evitando formulações na região de percolação de interfase. A região de percolação caracteriza-se por singularidades, e um único modelo pode não ser capaz de explicar integralmente os fenômenos que possam ocorrer nessa faixa de transição, mas a existência de multicamadas de interfases apresenta-se como um caminho promissor para explicar a região de interfase