Polyolefins as polymeric matrix for magnetic and conductive nanocomposites

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Nisar, Muhammad
• Orientador(a): Galland, Griselda Ligia Barrera
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Polietileno; Polimerização; Nanocompósitos; Propriedades magnéticas
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/193463

Na presente tese, nanocompósitos condutores e magnéticos de polietileno e polipropileno foram sintetizados pela polimerização in situ utilizando o catalisador de metalocênico dicloreto de bis(n-butil ciclopentadienil) zircônio [(nBuCp)2ZrCl2] na polimerização de etileno e [racetileno bis (indenil) zircônio (rac-Et (Ind)2ZrCl2)] na polimerização de propileno e metilaluminoxano (MAO) como co-catalisador. A preparação de nanocompositos magnéticos e condutores de PP também foi feita por meio do método de mistura em fusão. As cargas utilizadas foram nanotubos de carbono com nanopartículas de ferro, óxido de grafite reduzido e carvão ativado com níquel encapsulado. Os nanotubos de carbono (CNT) foram sintetizados por dois método: i) deposição química de vapor (CVD) utilizando ferroceno como precursor e catalisador e sílica de alta área superficial (SiO2) como suporte de síntese, ii) pirólise da serragem da indústria moveleira. O óxido de grafite reduzido (rGO) foi obtido a partir da oxidação dos flocos usando o método de Staudenmaier modificado e redução térmica. O carbono ativado com níquel (Ni-C) foi obtido por pirólise assistida por microondas. As atividades catalíticas da polimerização in situ de etileno e propileno foram altas, portanto, nenhuma desativação dos catalisadores foi observada. As cargas foram bem dispersas nas matrizes de polietileno e polipropileno, como evidenciado por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Apenas pequenas quantidades de nanopartículas magnéticas, 0,8 - 0,9% em peso, alteraram as matrizes diamagnéticas de polietileno e polipropileno em polímeros ferromagnéticos à temperatura ambiente. A adição de 2,8% em peso de rGO ou 3,8% em peso de CNT altera as matrizes isolantes de poliolefina para semi-condutores. O módulo elástico aumentou pela presença da cargas. Alguma nanopartículas diminuíram a permeabilidade em relação ao oxigênio. A novidade do trabalho foi a produção de termoplásticos mantendo ou melhorando as propriedades das matrizes originais e incrementando propriedades magnéticas e condutoras com o uso de uma pequena quantidade de nanopartículas. As propriedades notáveis dos nanocompósitos são atribuídas ao uso principalmente de duas técnicas, isto é, o encapsulamento de ferro nos CNT que protege as partículas de ferro da oxidação, e também a utilização da polimerização in situ que garante a dispersão uniforme da carga na matriz polimérica. Também XVI foram testados dois enchimentos que podem ser considerados ecológicos porque provêm de resíduos.