Nanocompósito de polianilina e nanofibrilas de celulose.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35769 |
Resumo: | As Nanofibrilas de celulose (CNF) apresentam uma ampla gama de aplicações, pois apresentam razão de aspecto alta, elevada cristalinidade e propriedades mecânicas além das propriedades importantes da celulose como baixa densidade, biodegradabilidade e ser proveniente de fonte renovável. A polianilina (PANI) de forma isolada apresenta propriedades mecânicas insuficientes para aplicações como filmes, mas, com a incorporação de nanopartículas, é possível melhorar tais propriedades. Assim, a polimerização da anilina em presença de nanofibrilas de celulose se torna uma alternativa na obtenção de partículas condutoras com propriedades mecânicas adequadas apresentando vantagens com relação à PANI pura. Portanto, este trabalho objetiva unir dois tipos de materiais: nanofibrilas de celulose (CNF), por possuírem a capacidade de serem trabalhadas em suspensão aquosa e em forma de géis servindo então como “esqueleto” do nanocompósito, e a polianilina, que por sua vez atribuirá propriedades elétricas ao material desenvolvido. A estabilidade térmica, o tamanho de partícula e outras características físico-químicas desse material foram avaliadas em função das diferentes razões PANI/CNF. Além disso, as sínteses da polianilina pura e do nanocompósito PANI/CNF foram acompanhadas através do potencial de circuito aberto (Voc). Os resultados mostram que o tempo de polimerização diminui em função do aumento da razão de PANI no nanocompósito, devido ao favorecimento dos mecanismos de polimerização. Enquanto isso, o tamanho de partícula aumenta em maiores concentrações de PANI, um indício de que a polimerização com maiores concentrações proporciona maiores sítios aglomerados de polianilina. A estabilidade apresenta-se como moderada em função da adição das nanofibrilas de celulose, uma vez que a polianilina pura não apresenta baixíssima estabilidade em suspenção aquosa como verificada por medidas de potencial Zeta. Os testes de condutividade mostram valores próximos aos encontrados na literatura (10-1 S.cm-1 amostras com 40% de polianilina) o que indicam que a adição das nanofibrilas de celulose não diminuiu as propriedades elétricas. |
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Nanocompósito de polianilina e nanofibrilas de celulose.Nanocomposite of polyaniline and cellulose nanofibrils.Nanocompuesto de polianilina y nanofibrillas de celulosa.Nanofibrilas de celulosePolímeros condutoresPropriedades elétricasCellulose nanofibrilsConductive polymersProperties electricalPolímeros conductoresPropiedades eléctricoEngenharia de materiaisAs Nanofibrilas de celulose (CNF) apresentam uma ampla gama de aplicações, pois apresentam razão de aspecto alta, elevada cristalinidade e propriedades mecânicas além das propriedades importantes da celulose como baixa densidade, biodegradabilidade e ser proveniente de fonte renovável. A polianilina (PANI) de forma isolada apresenta propriedades mecânicas insuficientes para aplicações como filmes, mas, com a incorporação de nanopartículas, é possível melhorar tais propriedades. Assim, a polimerização da anilina em presença de nanofibrilas de celulose se torna uma alternativa na obtenção de partículas condutoras com propriedades mecânicas adequadas apresentando vantagens com relação à PANI pura. Portanto, este trabalho objetiva unir dois tipos de materiais: nanofibrilas de celulose (CNF), por possuírem a capacidade de serem trabalhadas em suspensão aquosa e em forma de géis servindo então como “esqueleto” do nanocompósito, e a polianilina, que por sua vez atribuirá propriedades elétricas ao material desenvolvido. A estabilidade térmica, o tamanho de partícula e outras características físico-químicas desse material foram avaliadas em função das diferentes razões PANI/CNF. Além disso, as sínteses da polianilina pura e do nanocompósito PANI/CNF foram acompanhadas através do potencial de circuito aberto (Voc). Os resultados mostram que o tempo de polimerização diminui em função do aumento da razão de PANI no nanocompósito, devido ao favorecimento dos mecanismos de polimerização. Enquanto isso, o tamanho de partícula aumenta em maiores concentrações de PANI, um indício de que a polimerização com maiores concentrações proporciona maiores sítios aglomerados de polianilina. A estabilidade apresenta-se como moderada em função da adição das nanofibrilas de celulose, uma vez que a polianilina pura não apresenta baixíssima estabilidade em suspenção aquosa como verificada por medidas de potencial Zeta. Os testes de condutividade mostram valores próximos aos encontrados na literatura (10-1 S.cm-1 amostras com 40% de polianilina) o que indicam que a adição das nanofibrilas de celulose não diminuiu as propriedades elétricas.Cellulose Nanofibrils (CNF) have a wide range of applications, since they have high aspect ratio, high crystallinity and mechanical properties besides the important properties of cellulose as low density, biodegradability and come from a renewable source. Polyaniline (PANI) alone has insufficient mechanical properties for applications such as films, but with the incorporation of nanoparticles it is possible to improve such properties. Thus, the polymerization of aniline in the presence of cellulose nanofibrils becomes an alternative in obtaining conductive particles with adequate mechanical properties presenting advantages over pure PANI. Therefore, this work aims to join two types of materials: cellulose nanofibrils (CNF), because they have the capacity to be worked in aqueous suspension and in the form of gels, serving as a "skeleton" of the nanocomposite, and polyaniline, which in turn will assign electrical properties to the material developed. The thermal stability, particle size and other physico-chemical characteristics of this material were evaluated according to the different PANI / CNF ratios. In addition, the syntheses of the pure polyaniline and the PANI / CNF nanocomposite were monitored through the open circuit potential (Voc). The results show that the polymerization time decreases as a function of the increase of the PANI ratio in the nanocomposite, due to the favoring of the polymerization mechanisms. Meanwhile, particle size increases at higher concentrations of PANI, an indication that higher concentration polymerization provides larger polyaniline agglomerates sites. The stability is presented as moderate due to the addition of cellulose nanofibrils, since the pure polyaniline does not present very low stability in aqueous suspension as verified by Zeta potential measurements. Conductivity tests showed values close to those found in the literature (10-1 S.cm-1 samples with 40% polyaniline), indicating that the addition of cellulose nanofibrils did not decrease the electrical properties.Las Nanofibrillas de Celulosa (CNF) presentan una amplia gama de aplicaciones, ya que tienen una alta relación de aspecto, alta cristalinidad y propiedades mecánicas además de las importantes propiedades de la celulosa, como la baja densidad, biodegradabilidad y procedente de fuente renovable. polianilina (PANI) de forma aislada presenta propiedades mecánicas insuficientes para aplicaciones como películas, pero, con la incorporación de nanopartículas, es posible mejorar dichas propiedades. Así, la polimerización de la anilina en presencia de Nanofibrillas de celulosa se convierten en una alternativa en la obtención de partículas conductoras con propiedades mecánicas adecuadas que presentan ventajas en relación a PANI puro. Por tanto, este trabajo pretende unir dos tipos de materiales: nanofibrillas de celulosa (CNF), ya que tienen la capacidad de trabajarse en suspensión acuoso y en forma de geles, sirviendo luego como el “esqueleto” del nanocompuesto, y el polianilina, que a su vez atribuirá propiedades eléctricas al material desarrollado. Estabilidad térmica, tamaño de partícula y otras características fisicoquímicas. de este material fueron evaluados según las diferentes relaciones PANI/CNF. Además Además, las síntesis de polianilina pura y nanocompuesto PANI/CNF fueron acompañado del potencial de circuito abierto (Voc). Los resultados muestran que el tiempo de polimerización disminuye en función del aumento de la relación PANI en el nanocompuesto, debido a que favorece los mecanismos de polimerización. Mientras tanto, el tamaño de las partículas aumenta a concentraciones más altas de PANI, una indicación de que la polimerización con concentraciones más altas proporciona mayor sitios de polianilina agrupados. La estabilidad parece ser moderada en función de la adición de nanofibrillas de celulosa, ya que la polianilina pura no presenta muy baja estabilidad en suspensión acuosa como se verifica por Medidas de potencial zeta. Las pruebas de conductividad muestran valores cercanos a los encontrados en la literatura (muestras de 10-1 S.cm-1 con 40% de polianilina) que indican que la adición de nanofibrillas de celulosa no disminuyó las propiedades eléctricas.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGMEDEIROS, Eliton Souto de.MEDEIROS, E. S.http://lattes.cnpq.br/7096228449228489MÉLO, Tomás Jeferson Alves de.MÉLO, T. J. A.http://lattes.cnpq.br/8562091525519918WELLEN, Renate Maria Ramos.WELLEN, R. M. R.http://lattes.cnpq.br/5406259642631461SANTOS, Adillys Marcelo da Cunha.SANTOS, A. M. C.http://lattes.cnpq.br/4714910313876978NEPOMUCENO, Neymara Cavalcante.2019-02-222024-05-23T17:50:31Z2024-05-232024-05-23T17:50:31Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35769NEPOMUCENO, Neymara Cavalcante. Nanocompósito de polianilina e nanofibrilas de celulose. 2019. 61 fl. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2019. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35769porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2024-05-23T17:56:56Zoai:localhost:riufcg/35769Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512024-05-23T17:56:56Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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