Estudo das propriedades tribológicas de nanocompósitos de poliuretano termoplástico e grafeno

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Legnani, Amanda
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais; Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais; Brasil; CEFET-MG
• Palavras-chave em Português: Poliuretanos; Grafeno; Nanocompósitos (Materiais); Tribologia
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/2506

No presente trabalho, foi desenvolvido um nanocompósito por meio da incorporação de grafeno multicamadas (mG) ao poliuretano termoplástico (TPU) via extrusão, de modo a obter um nanocompósito com desempenho tribológico superior ao TPU puro. O estudo investigou o comportamento tribológico do nanocompósito, correlacionando-o com suas propriedades mecânicas, reológicas e sua morfologia. Para isso, foram produzidos nanocompósitos de TPU e mG com frações mássicas de 0,1%, 0,25%, 0,5%, 1% e 2%, os quais foram caracterizados por técnicas como microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaio de tração, análise dinâmica-mecânica (DMA), e reometria. Os resultados indicaram que a incorporação de mG melhorou significativamente as propriedades tribológicas dos nanocompósitos, especialmente nas frações mássicas de 0,1% e 0,25% de mG, onde foram observadas reduções no coeficiente de atrito e no volume desgastado. Além disso, as análises reológicas mostraram que as menores concentrações de mG favoreceram a mobilidade das cadeias poliméricas, resultando em uma redução na viscosidade do material. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos também foram impactadas positivamente pelas frações de 0,1% e 0,25% de mG, que exibiram um aumento na capacidade de absorção de energia com o aumento da temperatura, em comparação ao TPU puro. Essas mesmas concentrações de grafeno também promoveram maior deformação nos ensaios de tração que corroboram com a baixa formação de aglomerados e poros apresentados no MEV. Estes resultados sugerem que as concentrações de 0,1% e 0,25% de grafeno multicamadas são ideais para melhorar o desempenho de nanocompósitos de TPU em aplicações que exigem elevada resistência ao desgaste.