Estudo das propriedades termomecânicas de nanocompósitos poliméricos multifuncionais baseados em nanotubos de carbono e nanossílica - Silva, Bruno Milton Oliveira da (2024)
Diante da crescente necessidade de utilização de materiais multifuncionais de alto desempenho com aplicações em diversos setores industriais e tecnológicos, este trabalho teve como objetivo investigar as propriedades térmicas e mecânicas de nanocompósitos poliméricos híbridos. Para este estudo foram utilizados como nanoaditivos amostras de nanotubos de carbono oxidada (MWCNT-OXI), nanossílica (NS), e seu híbrido (MWCNT-OXI+NS) na matriz polimérica a base de diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA) e trietilenotetramina (TETA) como agente de cura. Nanocompósitos contendo 0,25%, 0,50% e 1,00% em massa de MWCNT-OXI, NS e do seu híbrido MWCNT-OXI+NS na proporção de 1:1 foram preparados. Estes nanocompósitos quando estudados pela técnica de DMA revelaram aumentos de 36%, 57% e 67% no módulo de armazenamento a 50°C para as amostras de MWCNT-OXI+NS, MWCNT-OXI, e NS respectivamente em relação ao polímero puro. Em relação a temperatura de transição vítrea (Tg), foram observados aumentos de até 15°C em comparação com o epóxi puro com destaque para a amostra contendo 0,25% em massa de MWCNT-OXI. Também foi possível verificar a mesma tendência para os aumentos na densidade de ligações cruzadas, demonstrando uma boa adesão entre as nanoestruturas e a matriz polimérica. Estes aumentos foram proporcionais ao módulo de armazenamento (E’), especialmente para a amostra contendo 1% em massa de NS. As curvas termogravimétricas dos nanocompósitos demonstram que a estabilidade térmica do polímero foi mantida após a incorporação destas nanopartículas na resina epóxi. Os testes de Dureza Shore D evidenciaram o aumento da resistência à deformação plástica dos nanocompósitos produzidos para todas a concentrações de nanoaditivos usadas. Finalmente pelas medidas de condutividade térmica (CT), foi possível observar aumentos de até 85% na CT em relação ao polímero puro para todas as composições produzidas, com destaque para a amostra contendo 1% em massa do híbrido MWCNT-OXI+NS. Sendo assim, verificou-se que o uso de nanomateriais na forma simples ou combinada ajudou significativamente na melhoria das propriedades térmicas e mecânicas do epóxi levando a formação de nanocompósitos multifuncionais.