Suspensões aquosas de nitreto de boro hexagonal: esfoliação e caracterização

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Yokoyama, Dante Daiki Kawagishi
• Orientador(a): Andrade, Ricardo Jorge Espanhol
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: nitreto; boro; hexagonal; suspensão; reologia
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/30653

Este projeto visa o estudo do processo de esfoliação e suas caracterizações físico-químicas e reológicas do nitreto de boro hexagonal (h-BN) em suspensões com concentrações de 0,01, 0,1, 1, 2, 5, 7 e 10mg/mL de h-BN. O h-BN foi produzido por esfoliação líquida utilizando uma solução contendo 20% de isopropanol em água e equipamentos de ultrassom de banho e ponteira. O material antes e após a esfoliação foi caracterizado por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Raman e Difração de Raios-X. Somente após a esfoliação foram caracterizados por Termogravimetria (TGA), Espalhamento Dinâmico de LUZ (DLS), Potencial Zeta e realizados os estudos reológicos. Após realizados os ensaios foram observados pelas imagens de microscopia uma redução do tamanho das aglomerações e menor quantidade de camadas empilhadas após esfoliação. O cálculo realizado com a equação de Debye-Scherrer, demonstrou uma diminuição do tamanho de cristalito de 17,06nm para 13,77nm. A distribuição de tamanho partículas revelou-se semelhante assim como um leve aumento do diâmetro hidrodinâmico com o aumento da concentração de h-BN na solução. Devido ao valor de potencial Zeta perto do limite teórico de ±30mV a suspensão mostrou-se instável, havendo precipitação e aglomeração das nanopartículas no fluido. Os ensaios espectroscópicos verificaram as características estruturais, como vibrações das ligações entre o Boro (B) e Nitrogênio (N), indicando que o material possui uma pureza elevada. A partir da análise térmica pode-se confirmar sua estabilidade térmica até 800oC, como descrito na literatura. As suspensões produzidas encontraram-se no regime newtoniano com base nos ensaios reológicos realizados, e a partir desses resultados a amostra produzida pode ser indicada para métodos como spray-coating e ink-jet printing, para ser utilizado em aplicações como revestimentos ou como cargas após secas.