Avaliação das propriedades elétrica, dielétrica e piezoelétrica do compósito com conectividade 1-3 de poliuretano de óleo de mamona com bastões de PZT e MWCNT - Costa, João Gustavo Leite (2022)
Materiais capazes de alterar uma ou mais de suas propriedades quando submetido a um estímulo externo são classificados como inteligentes e entre essa ampla classe de materiais, destacam-se os compósitos piezoelétrico. Neste sentido, o presente trabalho objetiva obter compósitos piezoelétricos com conectividade 1-3 formados por uma matriz polimérica de poliuretano à base de óleo de mamona (PUR) e bastões de PZT, com e sem uma fase condutora (nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT)). Para a obtenção das amostras foram obtidos bastões de PZT com diâmetro médio de 3 mm e foram utilizados 16 bastões para a obtenção das amostras sem e com a fase condutora (4,70% em volume de MWCNT). Para avaliar se a dispersão de MWCNT influenciou nas propriedades elétricas e piezoelétricas dos compósitos piezoelétricos 1-3, as amostras foram avaliadas por meio da técnica de impedância elétrica, medida de corrente dc e coeficiente piezoelétrico d33. A análise da condutividade elétrica dc (dc) e ac (’(f)) das amostras demonstrou que a dispersão de MWCNT não impactou na propriedade elétrica compósito 1-3, isso era esperado uma vez que a concentração de MWCNT está abaixo do limiar de percolação. Tais dados evidenciam que processo de condução foi realizado principalmente com movimento dos dipolos no interior dos bastões de PZT e do movimento de carga espacial. Tanto a condutividade relativa *(f) quanto a permissividade relativa (*(f)) dos compósitos 1-3 apresentaram comportamento dependente da frequência para toda faixa estudada; tal comportamento é característico de sólidos desordenados. A análise de MEV demonstrou que houve boa interação entre as fases matriz PUR e bastões de PZT. Já o coeficiente d33 demonstrou que adição de MWCNT na matriz melhorou a propriedade piezoelétrica do compósito trifásico PUR-MWCNT/PZT 1-3 em relação ao compósito bifásico PUR/PZT 1-3, cujo valor foi aproximadamente 210±12 pC/N contra 176±13 pC/N respectivamente. Por fim, os testes não-destrutivos por meio da técnica de emissão acústica, aplicando como fonte simuladora a queda de uma esfera maciça e a quebra da ponta do grafite, mostraram que ambas as amostras têm potencial para aplicação como sensor de saúde estrutural, no entanto, a amostra com a fase condutora apresentou melhor sinal, o que demonstra que a dispersão de MWCNT teve impacto positivo na captação do sinal gerado.