Produção e caracterização de nanocompósitos PVDF/argila e PVDF/zeólita obtidos pela técnica de fiação por sopro em solução para remoção de metais - Zadorosny, Lincon [UNESP] (2017)
Nanocompósitos com matriz de fibras em escala micro e nanométrica de poli(fluoreto de vinilideno) – PVDF com adição de argila montmorilonita ou zeólita faujasita – FAU, nas concentrações de 3%, 5%, 10%, 20% e 30%, foram produzidas pela técnica de fiação por sopro em solução e submetidas a caracterizações morfológica e estrutural (Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV, Difratometria de Raios X – DRX e Energia Dispersiva de Raios X – EDX). As análises térmicas foram feitas por Calorimetria Exploratória Diferencial – DSC e Análise Termogravimétrica – TGA; as mecânicas por análises de Tensão – Deformação; e de molhabilidade por Ângulo de Contato. As amostras foram submetidas a testes de remoção de metais pesados através da adsorção em banho e em membrana. Os resultados demonstraram queda da espessura dos nanocompósitos, que passaram de 500 μm do polímero puro, para 251 μm e 315 μm para os nanocompósitos com 30% de argila e FAU, respectivamente. A técnica de MEV evidenciou amostras com grande quantidade de fibras lisas, uniformes, cilíndricas e pouco aglomeradas, cujos diâmetros foram inferiores a 200 nm. A ferramenta de EDX confirmou a presença dos elementos da argila e da FAU dispersos por todo o filme, porém surgem aglomerados com o aumento de sua concentração. A técnica de DRX demonstrou a presença das fases cristalinas α e β da matriz, além disso, o aumento da quantidade de argila e FAU nos nanocompósitos intensificou seus picos característicos. A técnica DSC revelou que o ponto de fusão não foi alterado, porém o TGA indica que as cargas atuam como catalisadores, diminuindo a temperatura de degradação. Os testes de tensão-deformação apontaram queda na deformação dos nanocompósitos, no entanto, a tensão na ruptura e módulo de elasticidade apresentam melhora com a incorporação de até 5% de cargas. O ângulo de contato demonstrou que a presença das cargas nos filmes aumenta a rugosidade da superfície elevando sua hidrofobicidade, mas a adição de 5% de etanol a água aumentou a molhabilidade dos mesmo. Os testes de adsorção (banho) mostraram que os nanocompósitos com 30% no tempo de 24 horas em meio água/etanol (95/5 V/V), foram condições ideais, atingindo 87% de remoção de Pb. Os modelos de pseudo-segunda ordem e Langmuir foram os mais apropriados para descrever os dados cinéticos e de isoterma de adsorção, respectivamente. Os testes de membrana apontaram os nanocompósitos com 10%, tanto de argila quanto de FAU os mais indicados, atingindo remoção superior a 90% dos metais, sendo a presença do etanol um parâmetro menos relevante.