Síntese e caracterização de compósitos nanoestruturados a base de nanofolhas de grafeno quimicamente modificadas: preparação, estudo da estrutura e propriedades físico-químicas

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Helio Ribeiro
• Orientador(a): Glaura Goulart Silva
• Banca de defesa: Sérgio Henrique Pezzin, Alexander Hiroshi Kasama, Nelcy Della Santina Mohallem, Tiago Antonio da Silva Brandao
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Propriedades térmicas e mecânicas; Funcionalização química; Óxido de grafeno; Nanocompósitos; Resina epóxi; Tetraetilenopentamina; Microondas
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9W3QCP

Neste trabalho foi investigada a influência do grupo tetraetilenopentamina (TEPA), covalentemente ligado às paredes do óxido de grafeno (GO), nas propriedades térmicas e mecânicas de nanocompósitos baseados em diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA). As nanofolhas de GO-TEPA foram sintetizadas de forma rápida, em reação assistida por radiação de microondas. A mistura das nanocargas na resina epóxi foi realizada em moinho de rolos objetivando alcançar dispersões homogêneas. A morfologia e as propriedades das nanofolhas de GO e GO-TEPA foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e espectroscopia Raman. Compósitos contendo 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa de GO e GO-TEPA foram preparados e melhorias consideráveis no comportamento térmico e mecânico desses materiais foram observadas. Os compósitos produzidos foram caracterizados por MEV, calorimetria exploratória diferencial (DSC), nanoindentação, análise térmica dinâmico-mecânica (DMA) e pelo método de flash laser. Medidas de nanoindentação demonstraram aumentos significativos de até 73% no módulo de Young e 140% na dureza para o compósito contendo 0,5% em massa de GO-TEPA. As medidas de condutividade térmica (CT) mostraram ganhos de até 103% para os compósitos em relação ao polímero puro. O desempenho térmico e mecânico dos compósitos produzidos foi confirmado por medidas de DMA e por DSC que revelaram aumentos de até 20ºC em suas temperaturas de transição vítrea (Tg). O bom desempenho termomecânico desses compósitos dependeu fortememente do grau de esfoliação e dispersabilidade das nanocargas na matriz polimérica, os quais estão associados à extensão da modificação química das nanofolhas do grafeno.