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Luiz Fernando de Oliveira FariaAdriana de Souza Medeiros BatistaCrissia Carem Paiva FontainhaEduardo Henrique Martins NunesEsther Lorrayne Machado Pereira2019-08-11T13:48:41Z2019-08-11T13:48:41Z2017-01-31http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AKJQHSNanocompósitos poliméricos constituídos por uma matriz de poli(fluoreto) de vinilideno (PVDF) reforçada com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e óxido de zircônia (ZrO2) foram produzidos com a finalidade de testá-los para aplicação em dosimetria gama de altas doses e blindagem de radiação X. Para o primeiro objetivo, os nanocompósitos sintetizados foram submetidos à radiação gama com doses entre 1kGy e 3000 kGy. Foram realizadas caracterizações desses nanocompósitos por intermédio das técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção no ultravioleta-visível (UV-Vis), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Utilizando-se da técnica de FTIR foram identificados dois picos cuja intensidade de absorção varia linearmente com a dose de radiação gama na faixa entre 400 kGy e 2750 kGy, sendo eles: 1715 cm-1 e 1730 cm-1. Estes picos estão associados aos modos vibracionais de estiramento da ligação C=C em =CF2- CH=CF-CH2 (1715 cm-1) e ao estiramento de dímeros da ligação C=O emCF2-CH2- COOH (1730 cm-1). Os coeficientes de correlação do ajuste linear foram 0,99354 e 0,9945, respectivamente, qualificando o nanocompósito PVDF/0,05% ZrO2/0,08% MWCNT como um ótimo candidato para ser usado como dosímetro de altas doses gama. Com as análises dos materiais pós-irradiados, constatou-se uma preservação do grau de ordem cristalina do polímero ao processo de irradiação, em comparação ao PVDF puro irradiado com as mesmas doses, através das imagens de MEV e acompanhando o decréscimo no valor do calor latente de fusão(LM). Como segundo objetivo proposto, foi realizado o teste de atenuação aos raios X, utilizando-se da técnica de DRX. As medidas de atenuação foram realizadas utilizando feixes monocromáticos de raios X emitidos por tubos de Co, Cu, Mo e Ag, com fótons de energia equivalentes a 6,5 keV, 8,5 keV, 17,5 keV e 22,1 keV. Calculando-se os valores de coeficiente de atenuação da radiação, as amostras com 1,0 mg e 1,5 mg de MWCNT apresentaram valores semelhantes, 76,2%,enquanto a amostra com 0,5 mg de MWCNT apresentou 12,9%, para fótons com energia de 6,5 keV. Para efeito comparativo a outros materiais grafíticos, amostras sem a presença de ZrO2 foram produzidas e testadas pela técnica de DRX com feixe monocromático de 8,5 keV.Polymer-based nanocomposites made of a poly(vinylidene fluoride) [PVDF] homopolymer matrix filled with multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) and zirconia (ZrO2) were prepared, in order to investigate them for high gamma dose dosimetry and radiation shielding purposes. For dosimetry applications, the nanocomposites were exposed to gamma doses ranging from 1 kGy to 3 kGy. Samples were characterized by X-ray Diffraction (XRD), Fourier-transform infrared and ultraviolet spectrophotometry (FTIR and UV-Vis), Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS), Field-emission electron microscopy (FE-SEM) and Differential Scanning Calorimetry. FTIR data revealed two distinct absorption peaks, centered at 1715 cm-1 and 1730 cm-1, whose absorption intensities have a linear behavior with gamma doses ranging from 400 kGy to 2750 kGy. These peaks were associated to the stretching vibrational modes of radio-induced C=C chemical bondsin =CF2-CH=CF-CH2 (1715 cm-1)and to the dimer stretching of C=O bonds in CF2-CH2-COOH (1730 cm-1). The linear fitting correlation coefficients were 0.99354 and 0.9945, respectively, suggesting that the PVDF/0.05% ZrO2/0.08% MWCNT nanocomposites are good candidates to be used as a high gamma dose dosimeter. The material post-irradiation analyses with DSC and SEM techniques revealed an increase in the nanocomposite crystalline stability, when compared to the pristine PVDF irradiated at the same conditions. This feature was inferred from a smaller decrease detected in the melting latent heat (LM).The radiation shielding characterization was performed by using the X-ray beam of a XRD equipment. The X-ray beams emitted from Co, Cu, Mo and Ag tubes provided monochromatic photons with energies of 6.5, 8.5, 17.5 and 22.1 keV, respectively. The better mass attenuation coefficient was measured for the samples with 1.0 mg and 1.5 mg of MWCNT, i.e. 76.2%, at 6.5 keV. The attenuation for the sample with 0.5 mg of nanotubes was 12.9% at the same energy. For comparison purposes with another graphitic materials, the radiation attenuation of composites produced without the presence of ZrO2 were also investigated for photons with energy of 8.5 keV.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGCompósitos poliméricosNanotubos de carbonoRadiação DosimetriaEngenharia nuclearNanocompósitos poliméricosMWCNTDosimetria gamaEstudo das propriedades de dosimetria e blindagem de compósitos preparados com PVDF/ZrO2-MWCNTsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdisserta__o_esther_rev_final__23_02_17_.pdfapplication/pdf3693029https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-AKJQHS/1/disserta__o_esther_rev_final__23_02_17_.pdf5cf2fc1ca4a1fcde2f485f0aa107d7bdMD51TEXTdisserta__o_esther_rev_final__23_02_17_.pdf.txtdisserta__o_esther_rev_final__23_02_17_.pdf.txtExtracted texttext/plain172614https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-AKJQHS/2/disserta__o_esther_rev_final__23_02_17_.pdf.txtd00db543d7c37f3bf197ee5d9bdedb75MD521843/BUBD-AKJQHS2019-11-14 06:48:11.125oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUBD-AKJQHSRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T09:48:11Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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