Influência da dispersão do GO e RGO em nanocompósitos em aplicações de membranas para permeação de gases em recobrimentos do aço API 5L X80 de poliuretano

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Alessandro Eronides de Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Mechanical engineering; Nanocomposites (Materials); Carbon; Metal coating; Surfaces (Technology); Material strength; Stainless steel; Graphene oxide; Gas permeation; Friction measurements; Ultrasonic dispersion; Engenharia mecânica; Nanocompósitos (Materiais); Carbono; Revestimento em metal; Superfícies (Tecnologia); Resistência de materiais; Aço inoxidável; Grafeno oxidado; Permeação de gases; Medições de atrito; Dispersão ultrassônica; ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16420

As pesquisas desenvolvidas no setor de revestimento têm como um dos principais focos a melhoria das propriedades da superfície como a diminuição do desgaste, e maior adesão. Nesse sentido, os nanocompósitos poliméricos têm atraído recentemente grande atenção. A produção de nanocompósitos é mais barata e é possível revestir substratos de aço com um processo simples. Nanocompósitos de grafeno oxidado combinado com polímero tem mostrado ser uma barreira impermeável a gases e líquidos, desta forma tem atraído um interesse particular para aplicações em componentes industriais de petróleo e gás. Em muitos casos, os nanorecobrimentos atuam como uma película protetora que pode prevenir futuros problemas de corrosão e prolongar a vida útil dos dispositivos. Neste trabalho, relatamos a influência da dispersão de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (RGO) na matriz do poliuretano para estudos de permeação de gás e de resistência ao atrito em aço inoxidável (X80 API 5L), para endossar seu uso para proteção mecânica e química. Verificamos a influência do uso da ponteira ultrassônica na dispersão dos nanocompósitos de grafeno/poliuretano. As amostras obtidas foram testadas em um sistema de permeação de gases e de análise de resistência ao desgaste. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica, microscopia de força atômica e espectroscopia Raman. As medições de atrito foram realizadas usando um microtribômetro CTER em uma geometria de contato bola sobre disco usando uma esfera de aço inox como contracorpo. Foi observado através das análises de microscopia que os filmes poliméricos com nanocompósitos dispersos em ponteira ultrassônica apresentaram superfícies livres de aglomerados, ao contrário daquelas amostras que foram sintetizadas a partir de GO e RGO dispersos em ultrassom de bancada. Os testes de atrito mostraram uma redução do COF (coeficiente de atrito) com o grafeno oxidado usando dispersão ultrassônica. Os testes de permeação de gases mostraram que filmes compostos por GO apresentaram uma redução de 19% em relação ao CO2 e 26% em relação ao N2. Os filmes modificados com RGO tiveram a permeabilidade reduzida em 13% em relação ao CO2 e 25% em relação ao N2