Preparo e caracterização de filmes compósitos PVDF/TiO2/OG com propriedades elétricas e de molhabilidade controladas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Maria Luiza Andrade Almeida
• Orientador(a): Eduardo Henrique Martins Nunes
• Banca de defesa: Luiz de Oliveira Faria, Tulio Matencio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
• Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Molhabilidade; Propriedades elétricas; Titânia sol-gel; Óxido de grafeno; PVDF
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/48323

Uma superfície autolimpante possui a capacidade de remover contaminantes em ambientes naturais através de propriedades específicas de molhabilidade. Esse fenômeno pode ocorrer de duas maneiras: através do preparo de superfícies super-hidrofílicas ou da obtenção de estruturas super-hidrofóbicas. A titânia (TiO2) é um semicondutor promissor para a fabricação de superfícies autolimpantes com eficiência fotocatalítica e super-hidrofilicidade fotoinduzida elevadas. Além disso, o grafeno possui grande capacidade de troca de portadores de carga com a titânia, o que aumenta o tempo de vida dos pares elétron-buraco fotogerados. Com características como flexibilidade, resistência mecânica, biocompatibilidade, estabilidade térmica e ferroeletricidade, o polifluoreto de vinilideno (PVDF) é um polímero com ampla aplicabilidade. Neste trabalho, filmes auto-suportados de PVDF foram preparados por uma rota simples utilizando um solvente de baixa toxicidade (dimetilsulfóxido – DMSO). Óxido de grafeno (OG) e titânia (TiO2) na fase anatásio também foram incorporados ao PVDF após a obtenção de suspensões a base de DMSO desses materiais. Os materiais preparados foram analisados em relação às suas propriedades estruturais, elétricas e de molhabilidade antes e após exposição à luz ultravioleta próxima (UV-A). Mudanças estruturais substanciais foram observadas após a incorporação de OG e TiO2 no PVDF. Essas mudanças foram acompanhadas por alterações nas propriedades de molhabilidade e elétricas do PVDF. A luz UV-A promoveu a formação de defeitos superficiais nos filmes de PVDF/OG. Além disso, foi responsável também pela fotorredução do OG em óxido de grafeno reduzido (OGR). Entretanto, os compósitos contendo TiO2 apresentaram alta resistência à luz UV-A, provavelmente porque as partículas de titânia absorvem os fótons incidentes e protegem a matriz polimérica, inibindo assim a formação de defeitos. Este estudo traz novas informações sobre a síntese e caracterização de filmes compósitos de PVDF/TiO2/OG, que podem ser úteis para diversas aplicações que vão desde o desenvolvimento de superfícies e recobrimentos autolimpantes e/ou fotocatalíticos, além de aplicações eletrônicas e membranas de ultrafiltração até blindagem de radiações.