Nanocompósitos de poliuretano termoplástico com grafeno funcionalizado: estrutura, propriedades termomecânicas e comportamento magnético

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Storte, Bruno Basile
• Orientador(a): Andrade, Ricardo Jorge Espanhol
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: nanocompósitos; poliuretano termoplástico; grafeno; nanopartículas; magnéticas
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/41749

Os nanocompósitos poliméricos representam uma das principais fronteiras de pesquisa em ciência dos materiais, pois combinam leveza, processabilidade e multifuncionalidade, características essenciais para aplicações em eletrônica flexível, sensores e engenharia biomédica. A busca por polímeros com propriedades diferenciadas tem impulsionado estudos sobre o poliuretano termoplástico (TPU), um material versátil e de alto desempenho, cuja modificação por nanocargas pode expandir significativamente seu potencial tecnológico. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento e caracterização de nanocompósitos à base de TPU reforçados com óxido de grafeno termicamente reduzido (TrGO) funcionalizado com nanopartículas de níquel (Ni) e cobalto (Co). O objetivo foi estudar as suas propriedades mecânicas, térmicas e funcionais do TPU, de forma a ampliar suas possibilidades de aplicação. As amostras foram produzidas por mistura no estado fundido em extrusora de dupla rosca, para uma dispersão das cargas de forma homogênea. A caracterização estrutural por Raman, DRX e MEV indicam a incorporação das nanopartículas e a formação de estruturas lamelares ordenadas. Ensaios térmicos (TG e DSC) demonstraram que a adição das cargas não comprometeu a estabilidade do TPU. Nos testes dinâmico-mecânicos (DMA), observou-se aumento da rigidez abaixo da Tg e reforço estrutural, enquanto os ensaios de tração evidenciaram melhorias significativas em ambas as composições na resistência a tração e na ductibilidade. Os testes reológicos indicaram comportamento pseudoplástico e maior viscosidade, sugerindo o efeito de reforço das nanocargas. Os ensaios elétricos mostraram modificações sutis na resposta dielétrica. Já os ensaios magnéticos apontaram contribuições ferromagnéticas de baixa intensidade, mais evidentes no sistema com cobalto, mas significativamente atenuadas pela diluição na matriz polimérica. Conclui-se que os nanocompósitos desenvolvidos apresentam desempenho superior ao TPU puro, especialmente em termos mecânicos em média de 140% superior na deformação, e 125% na tensão máxima alcançada, e configuram materiais promissores para aplicações em eletrônica flexível, biomateriais e revestimentos funcionais, desde que sejam otimizadas a dispersão e a concentração das nanocargas.