Avaliação da temperatura de transição vítrea em nanocompósitos de epóxi com nanotubos de carbono, óxido de grafeno e carbonato de cálcio

• Autor(a) principal: Natália Fernandes Perdigão
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/41796
• topic: Transição vítrea; Epóxi; NTC; GO; CaCO3; Engenharia química; Carbonato de cálcio; Nanotubos de carbono; Óxido de grafeno; Resinas epóxi

A transição vítrea (Tg) de sistemas baseados em epóxi é seu principal evento térmico, associado tanto à estrutura do material quanto sua faixa de aplicação. Variações na Tg de nanocompósitos de epóxi têm sido apresentadas na literatura científica, com uma variabilidade muito grande de valores. Neste trabalho foram produzidos quatro tipos de sistemas nanocompósitos, cada um aditivado com um distinto nanomaterial (nanotubo de carbono oxidado, nanotubo de carbono aminado, óxido de grafeno e carbonato de cálcio) na concentração 1% m/m. O foco do estudo dos nanocompósitos foi a obtenção da temperatura de transição vítrea máxima a partir da variação da razão de cura de endurecedor para 100 partes, em massa, de resina (Phr). Para tal foram utilizadas a Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e a Análise Térmica Dinâmico Mecânica (DMA). Estas análises também permitiram averiguar outras propriedades termomecânicas importantes dos nanocompósitos. Caracterizações complementares de molhabilidade à água e Microscopia eletrônica de varredura (MEV) também foram realizados nestes sistemas. Uma análise estatística foi executada nos resultados de DSC, DMA e molhabilidade. Ademais, os resultados de DSC e DMA mostraram que nenhuma mudança no valor de Tg máximo ocorreu para os nanocompósitos em relação à referência (sem aditivo). Também nenhuma mudança foi observada para as propriedades Tg inicial e ΔHreação, porém uma possibilidade de linearização de dados de Tg, Tg inicial e ΔHreação para encontrar um Phr ideal foi confirmada. Por DSC, observou-se a possibilidade de leve redução de Phr ideal para o nanocompósito de nano-CaCO3 e um leve aumento para o de NTC-Aminado. Por DMA, o módulo de armazenamento a 30°C aumentou para os nanocompósitos à base de NTC-Ox e GO, com acréscimos de até 5,5% e 5,4%, enquanto para o módulo de armazenamento a 160°C este aumento foi de até 12,5% para o nanocompósito de GO. O teste de molhabilidade com água no Phr 19,5 mostrou aumento de hidrofobicidade de até 52,5° em relação à referência para o nanocompósito do carbonato de cálcio nanométrico.