Obtenção e caracterização de microfibras de borracha natural incorporadas com negro de fumo - Sousa, Eliraldrin Amorin de (2020)
Atualmente, os materiais com dimensões micrométrica e nanométrica vem sendo bastante explorados por pesquisadores da área de materiais, principalmente pela possibilidade de desenvolvimento de materiais funcionais. A incorporação de nano/micropartículas nas fibras possibilita um gama de aplicações em diversas áreas. Nesse cenário, as nano/microfibras poliméricas têm ganhado bastante destaque para aplicações como sensores, filtros, carreadores de drogas, materiais piezo-resistivos, entre outras. Essas estruturas têm sido produzidas principalmente pela técnica de electrospinnig e desde de 2009 também pela técnica de fiação por sopro em solução (FSS). A produção de membranas porosas obtidas a partir de micro/nanofibras de borracha natural (BN), tem sido um desafio devido sua alta retração após o estiramento. Nesse sentido, o presente trabalho teve como principal objetivo desenvolver uma metodologia para produzir, por meio da técnica de FSS, membranas porosas constituídas de microfibras de BN, microfibras de BN incorporadas com agentes vulcanizantes (BN4V), microfibras de BN incorporadas com negro de fumo (NF) e microfibras de BN incorporadas com agentes vulcanizantes e partículas de NF. As microfibras apresentaram uma morfologia achatada com larguras médias variando de (15 ± 6) μm a (101 ± 9) µm, dependendo das condições de processamento. As membranas microfibrosas BN4V, submetida ao tratamento térmico em 90°C por 3 h, apresentaram os maiores valores de resistência à ruptura e de deformação à ruptura, (4,9 ± 0,8) MPa e 867%, respectivamente. As membranas com incorporação de NF apresentaram uma redução na resistência à ruptura, na deformação à ruptura e na hidrofilicidade, quando comparadas à amostra BN4V (90°C por 3 h). Por outro lado, houve um aumento de 9 ordens de grandeza na condutividade elétrica. O limiar de percolação foi encontrado por volta de 7,4 %m de NF. As análises de DSC das membranas fibrosas, incorporadas ou não com NF, vulcanizadas ou não, apresentou temperatura de transição vítrea no intervalo de –65°C à –61°C. As análises termogravimétricas indicaram que as amostras são termicamente estáveis abaixo de 150°C. Nas análises piezo-resistivas, o sensor de deformação sob vários ciclos de carga-descarga, exibe estabilidade e repetibilidade nas respostas de resistência elétrica com fator gauge em torno de 3 para a amostra com 10 %m de NF.