Compósito piezoelétrico trifásico baseado em poliuretano de óleo de mamona com partículas de PZT e nanotubos de carbono de paredes múltiplas - Freire Filho, Fernando Célio Monte (2021)
Materiais capazes de modificar ou alterar suas propriedades sobre a ação de um estímulo externo são classificados como inteligentes. Dentre esses materiais, confeccionados para atender exigências específicas para a finalidade que foi projetado, destacam-se os compósitos. O presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo das propriedades dielétricas, elétricas e piezoelétricas do compósito piezoelétrico trifásico, formado por uma matriz polimérica de poliuretano à base do óleo mamona (PUR), com partículas da cerâmica ferroelétrica de titanato zirconato de chumbo (PZT) e nanotubo de carbono de múltiplas camadas (MWCNT). Para isso, as amostras foram preparadas por meio da mistura mecânica de PUR com os materiais dispersantes e obtidas pelo método de casting. Três diferentes grupos de amostras foram obtidas e analisadas a fim de avaliar a sinergia de cada componente. Compõem o primeiro grupo as amostras do nanocompósito bifásico de PUR/MWCNT, variando a proporção mássica de MWCNT de 0 a 9%. O segundo grupo corresponde a amostras do compósito piezoelétrico bifásico de PUR/PZT com variação de PZT de 10 a 50% e por último, formam o terceiro grupo as amostras sintetizadas do compósito trifásico PUR-MWCNT1/PZT (1% de MWCNT) e PUR-MWCNT3/PZT (3% de MWCNT) variando proporção volumétrica de PZT de 10% a 50%. As respostas elétricas e dielétricas de todas as amostras dos compósitos piezoelétricos mostraram dependência a três fatores principais: (i) variação da frequência; (ii) variação da temperatura; (iii) concentração dos materiais dispersantes. Quanto à avaliação da propriedade piezoelétrica por meio do coeficiente d33, os resultados demostraram que as amostras do compósito piezoelétrico trifásico PUR-MWCNT/PZT apresentaram maiores valores quando comparados com as amostras bifásicas PUR/PZT. Esse resultado é destacado, principalmente, quando se analisa a amostra com 30% de PZT, em que o compósito trifásico com 3% de MWCNT teve como resultado um 33 de 68% superior em relação ao compósito bifásico. Esses resultados demonstram que dispersão de nanopartículas de MWCNT exercem boa sinergia nos compósitos, atuando de forma a proporcionar maior efetividade da polarização das partículas cerâmica, melhorando o coeficiente d33.