Estudo de piezoresistividade em compósitos de borracha natural com polianilina e negro de fumo

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Oliveira, Danilo de Freitas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Borracha natural; Polianilina; Compósito condutor; Sensor de deformação; Natural rubber; Polyaniline; Conductive composites; Strain sensor
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/216828

Compósitos condutores de matriz elastomérica têm se apresentado com uma nova alternativa para o desenvolvimento de sensores de pressão e deformação. Esses materiais agregam as propriedades elétricas atribuídas à fase condutora com a elevada elasticidade da matriz. A propriedade explorada nesses materiais para aplicações em sensores é piezoresistividade, que se trata da capacidade de um material responder com grandes variações de resistência quando estirados ou comprimidos. Nesse sentido, o presente trabalho teve por objeto principal sintetizar e caracterizar compósitos de borracha natural (BN) com polianilina (PAni) e negro de fumo (NF), pela técnica de polimerização in situ da anilina (An) na presença de látex de BN. O ácido dodecilbenzeno sulfônico foi utilizado como dopante, o persulfato de amônia foi utilizado como oxidante. Foram obtidos compósitos de BN/An e BN/An/NF com diferentes porcentagens de An e NF. Os valores de condutividade elétrica medidos para compósitos BN/An variaram entre (2,7±0,6)×10^(-5) S∙〖cm〗^(-1) e (4,9±0,3)×10^(-3) S∙〖cm〗^(-1), e para os compósitos de BN/An/NF entre (3,5±0,4)×10^(-4) S∙〖cm〗^(-1) e (9,7±0,7)×10^(-7) S∙〖cm〗^(-1). Quanto ao comportamento mecânico, obteve-se aumento nos módulos de tensão da BN em até 300% com a maior razão de PAni, em detrimento de uma redução na elongação de cerca de 60%. Foram realizados testes cíclicos nas taxas de deformação de 5, 10, 20 e 30 mm∙〖min〗^(-1), com 2,5, 5,0, 7,5 e 10,0% de deformação e em patamares de temperatura até 60°C, com a finalidade de avaliar a propriedade piezoresistiva das amostras em diferentes condições. As amostras BN4/An, BN8/An, BN6/An/5NF e BN8/An/5NF apresentaram estabilidade e reprodutibilidade em todas as variações realizadas. Entretanto, os compósitos contendo NF apresentaram melhor comportamento da resposta resistiva, obtendo até 10% de deformação os valores de GF iguais a 1,5 ± 0,2 e 2,2 ± 0,2 nas amostras BN6/An/5NF e BN8/An/5NF, respectivamente.