Estudo de propriedades físico-químicas de híbridos argila-PMMA: abordagem experimental por método grafting e abordagem teórica por cálculos ab initio - Ferreira, Camila Raiane [UNESP] (2017)
O desafio da produção e aplicação de nanocompósitos poliméricos vêm recebendo grande destaque científico devido ao seu caráter multifuncional. Os materiais híbridos orgânico-inorgânicos apresentam propriedades distintas que não se limitam à soma das propriedades de seus componentes separadamente, mas decorre de um sinergismo entre as fases em nível molecular. Como uma vertente do estudo desses materiais, a modificação de superfícies de argilas minerais se tornou uma forma de melhorar ou criar novas propriedades em materiais híbridos. Um exemplo é o método grafting, que consiste na reação de superfície entre argila e a matriz polimérica. Para tornar compatível a fase orgânica (polímero) e a fase inorgânica (argila) é necessário um agente funcionalizante, no caso, foi usado o TMSM (trimetoxisilil propil metacrilato) ligado a argila por reações com os grupos silanóis/Si-OH. O objetivo é aprimorar a síntese de materiais híbridos orgânico-inorgânicos utilizando o método grafting, sendo a fase orgânica o polímero termoplástico poli(metil metacrilato) (PMMA) e a fase inorgânica será as argilas derivadas da montmorilonita (Cloisite® 15A e Cloisite® 93A) já previamente funcionalizadas com TMSM. A comparação do conjunto de nanocompósitos permitiu analisar a evolução das propriedades térmicas, em como as baixas quantidades de argila em escala nanométrica presentes na matriz polimérica pode influenciar na estabilidade térmica do PMMA. A evolução das propriedades térmicas foi analisada por meio de técnicas experimentais de TG e DSC. Os nanocompósitos foram caracterizados por DRX, FTIR, SAXS, MEV e RMN. O presente trabalho mostrou que há estabilização térmica apenas do TMSM e do percussor argila-TMSM em comparação aos nanocompósitos antes do tratamento térmico. E que com o tratamento térmico dos nanocompósitos há uma maior estabilização em relação ao polímero, onde a argila funciona como uma barreira de difusão dos gases formados na reação de decomposição do polímero. Os dados de caracterização mostram que a funcionalização ocorreu de maneira eficaz. Uma análise das propriedades ópticas e elétricas da argila montmorilonita foi feita por cálculos teóricos baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Os resultados mostraram a influência do Fe2+ no band gap do material e consequentemente uma menor tendência isolante da argila.