Síntese e caracterização de compósitos ABS/Polipirrol produzidos via manufatura aditiva através da técnica FDM

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVEIRA, José Victor Baneoth Dueire da
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45302
Resumo: No presente trabalho foram discutidas a preparação e caracterização de compositos de ABS (acrilotintrila butadieno estireno) revestidos por polipirrol, utilizando-se dois oxidantes distintos no processo de polimerização. Inicialmente, as amostras foram obtidas através do processo de manufatura aditiva (Impressão 3D) no método de Fused Deposition Modeling (FDM). Após as mesmas passarem por um processo de tratamento superficial por plasma de ar, a partir da polimerização in situ dos monômeros de pirrol, foram totalmente recobertas com polipirrol (PPi) utilizando-se dois tipos de oxidantes distintos: Cloreto férrico e Persulfato de amônio. As propriedades químicas, ópticas, superficiais e elétricas destes materiais foram caracterizadas através do uso das seguintes técnicas: espectroscopia de absorção no infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), medidas de ângulo de contato, voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida elétrica de 4 pontas e ensaio mecânico de tração. Através do processo de manufatura aditiva foram obtidas amostras de ABS. Após o tratamento superficial destas amostras por plasma de ar, as mesmas aumentaram seu caráter hidrofílico, conforme verificado nas medidas de ângulo de contato, com redução de 11,7°. Este resultado possibilitou o recobrimento das amostras com o PPi no seu estado condutor, conforme confirmado por inspeção visual, FTIR, VC e EIE. A importância do recobrimento do ABS com polímeros condutores na capacidade de condução elétrica do material foi verificada a partir da resistência de transporte de carga obtida pela EIE. Além disso, foi possível notar que além do ganho do potencial elétrico, não houve variação significativa da tensão limite de escoamento e do módulo de elasticidade.
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Após as mesmas passarem por um processo de tratamento superficial por plasma de ar, a partir da polimerização in situ dos monômeros de pirrol, foram totalmente recobertas com polipirrol (PPi) utilizando-se dois tipos de oxidantes distintos: Cloreto férrico e Persulfato de amônio. As propriedades químicas, ópticas, superficiais e elétricas destes materiais foram caracterizadas através do uso das seguintes técnicas: espectroscopia de absorção no infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), medidas de ângulo de contato, voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida elétrica de 4 pontas e ensaio mecânico de tração. Através do processo de manufatura aditiva foram obtidas amostras de ABS. Após o tratamento superficial destas amostras por plasma de ar, as mesmas aumentaram seu caráter hidrofílico, conforme verificado nas medidas de ângulo de contato, com redução de 11,7°. Este resultado possibilitou o recobrimento das amostras com o PPi no seu estado condutor, conforme confirmado por inspeção visual, FTIR, VC e EIE. A importância do recobrimento do ABS com polímeros condutores na capacidade de condução elétrica do material foi verificada a partir da resistência de transporte de carga obtida pela EIE. Além disso, foi possível notar que além do ganho do potencial elétrico, não houve variação significativa da tensão limite de escoamento e do módulo de elasticidade.CAPESIn the present work, the preparation and characterization of polypyrrole-coated ABS (acrylotintrile butadiene styrene) composites were discussed, using two different oxidants in the polymerization process. Initially, the samples were obtained through the additive manufacturing process (3D printing) in the Fused Deposition Modeling (FDM) method. After they went through a surface treatment process by air plasma, from the in situ polymerization of pyrrole monomers, they were totally coated with polypyrrole (PPy) using two different types of oxidants: ferric chloride and ammonium persulfate. The chemical, optical, surface and electrical properties of these materials were characterized using the following techniques: Fourier Transform infrared absorption spectroscopy (FTIR), contact angle measurements, cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), Scanning Electron Microscopy (SEM), 4-point electrical measurement and mechanical tensile testing. Through the additive manufacturing process, ABS samples were obtained. After the surface treatment of these samples by air plasma, they increased their hydrophilic character, as verified in the contact angle measurements, with a reduction of 11.7°. This result enabled the covering of the fibers with PPy in its conductive state, as confirmed by visual inspection, FTIR, CV and EIS. The importance of coating ABS with conductive polymers in the electrical conduction capacity of the material was verified from the load transport resistance obtained by the EIS. In addition, it was possible to notice that, in addition to the gain in electrical potential, there was no significant variation in the yield strength and modulus of elasticity.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia mecânicaManufatura aditivaABSPolímero condutorPolipirrolSíntese e caracterização de compósitos ABS/Polipirrol produzidos via manufatura aditiva através da técnica FDMinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO José Victor Baneoth Dueire da Silveira.pdfDISSERTAÇÃO José Victor Baneoth Dueire da Silveira.pdfapplication/pdf5248509https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45302/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Jos%c3%a9%20Victor%20Baneoth%20Dueire%20da%20Silveira.pdff2895693eded267c8afd243e748e4fd1MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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