Preparo e caracterização de espumas condutoras elétricas baseadas em celulose catiônica e negro de fumo com potencial aplicação em embalagens antiestáticas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Polezi, Gabriele
Orientador(a): Bernardes, Juliana da Silva
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do ABC
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=127562&midiaext=81605
Resumo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel Superior
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPreparo e caracterização de espumas condutoras elétricas baseadas em celulose catiônica e negro de fumo com potencial aplicação em embalagens antiestáticas2024-01-13Bernardes, Juliana da SilvaPolezi, GabrieleUniversidade Federal do ABCPrograma de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais AvançadosUFABCporCELULOSE CATIÔNICANEGRO DE FUMOINTERAESPUMA CONDUTORA ELÉTRICAEMBALAGEM ANTIESTCATIONIC CELLULOSECARBON BLACKELECTROSTATIC INTERACTIONELECTRICALLY CONDUCTIVE FOAMANTISTATIC PACKAGINGPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS - UFABCCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel SuperiorEspumas condutoras elétricas são amplamente utilizadas na indústria eletrônica como embalagens antiestáticas para proteger componentes elétricos ou eletrônicos sensíveis à descarga eletrostática. Essas embalagens apresentam resistividade elétrica baixa o suficiente (<1011 O.cm) para permitir a dissipação de cargas eletrostáticas acumuladas. Comercialmente, as espumas antiestáticas são compostas por agentes condutores dispersos em matrizes poliméricas derivadas do petróleo. Esses materiais combinam alta demanda de energia nos processos de síntese e moldagem, grande geração de poeira durante a mistura dos componentes e baixa taxa de degradação pós-consumo, pontos que geram riscos ocupacionais e impactam negativamente sobre o meio ambiente. Como uma potencial solução, a celulose, um biopolímero biodegradável e abundante, tem sido explorada como um material alternativo para produzir espumas mais amigáveis ao meio ambiente. Neste trabalho, fibras de celulose catiônica (FCC), isoladas do bagaço de cana-de-açúcar, foram usadas para dispersar negro de fumo (CB) em água e produzir espumas condutoras elétricas pelo método de liofilização. As FCC foram obtidas por reação de cationização com cloreto de glicidiltrimetilamônio. O CB foi adicionado a FCC em meio aquoso produzindo dispersões coloidais estáveis devido às interações eletrostáticas entre as cargas superficiais positivas (grupo trimetilamônio, –N(CH3)3+) da FCC e os elétrons p polarizados na estrutura aromática do CB. Para produzir espumas com propriedades estático-dissipativas, o CB foi adicionado, em concentrações de 1%, 5%, 10%, 20% e 30% (m/m) (em relação à massa de celulose seca), a suspensões aquosas de FCC a 3,5% (m/m). O efeito do teor de CB foi estudado nas ropriedades físicas, mecânicas e elétricas das espumas. Além disso, foram avaliadas a biodegradabilidade em solo e a resistência ao fogo desses materiais. As espumas apresentaram módulos de compressão específicos entre 11 e 21 MPa.cm3 .g-1. Observou-se um aumento de cerca de 66% no módulo específico da espuma com 10% (m/m) de CB em comparação às espumas com concentrações de CB =5% (m/m). Em relação às propriedades elétricas, duas faixas de comportamento foram observadas em umidade relativa intermediária (50%): (i) espumas contendo 1 e 5% (m/m) de CB apresentaram resistividade elétrica de cerca de 107 O.cm, sendo classificadas como materiais estático-dissipativos; e (ii) espumas com teores de CB =10% (m/m) mostraram menores valores de resistividades elétricas (103 a 101 O.cm), caracterizando-se como materiais condutivos devido à formação de uma rede condutora interconectada. As espumas de FCC/CB mostraram grande resistência ao início e à propagação do fogo, sendo menos inflamáveis em comparação à uma espuma antiestática comercial. Em conclusão, as interações entre FCC e CB favoreceram a formação de dispersões aquosas estáveis e espumas com boas propriedades mecânicas e elétricas. As espumas compósitas de FCC/CB produzidas neste estudo se mostraram novos materiais porosos condutores, promissores para aplicações elétricas práticas, inclusive como embalagens antiestáticas.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=127562&midiaext=81605application/pdfreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2026-01-15T22:12:09Zoai:BDTD:127562Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2025-03-25T14:07:46Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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