Funcionalização não covalente de nanotubos de carbono e grafeno para aplicação em compósitos carbono/epóxi

• Autor(a) principal: Viviane Cristina Munhoz
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AAFFBU
• topic: Nanocompósitos; Surfactantes; Nanotubos de carbono; Grafeno; Compósitos poliméricos; Agentes ativos de superfícies; Nanotubos de carbono; Engenharia mecânica

A adição de grafeno e nanotubos de carbono (CNT) em materiais compósitos para melhoria das propriedades mecânicas vem sendo relatada por diferentes autores. No entanto, essas estruturas tendem a se aglomerar quando a energia do processo de dispersão é removida, devido às interações de van der Waals entre os nanotubos e as camadas de grafeno. Uma possível solução para esse problema seria a funcionalização não covalente destas nanoestruturas usando surfactantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do uso de surfactantes no comportamento de compósitos carbono/epóxi nanomodificados por grafeno e CNT. Foram utilizados grafeno multicamadas e nanotubos de carbono de paredes múltiplas, os quais foram dispersos com os surfactantes dodecilbenzeno sulfonato de sódio (SDBS) e polioxietilenononilfenil éter (IGEPAL® CO-890). As análises morfológicas e estruturais foram realizadas utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia Raman. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração (ASTM D3039), de flexão em três pontos (ASTM D790) e do tipo dog bone (ASTM D638). Tanto no teste de tração quanto no de flexão os valores de rigidez obtidos foram estatisticamente iguais ao do branco, indicando que esta propriedade não foi afetada pela funcionalização das nanoestruturas. No entanto, a resistência à tração apresentou aumento de 23,5% e a resistência à flexão foi melhorada em 11,5% quando o surfactante não iônico CO890 foi utilizado. Os resultados dos ensaios do tipo dog bone indicaram que houve uma mudança no modo de falha de frágil para dúctil com a adição das nanoestruturas. Os resultados das análises morfológicas e estruturais indicaram que as nanoestruturas de carbono foram satisfatoriamente funcionalizadas pelos surfactantes utilizados.