Revestimento superhidrofóbico de nanocompósito PTFE/CaO fabricado por deposição de espuma em fibras de PLA

• Autor(a) principal: Araújo, Rubens Capistrano de
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24503
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Superhidrofobicidade; Revestimento superhidrofóbico; Processo por espuma; Fibras de poliácido láctico; Nanopartículas de óxido de cálcio; Politetrafluoretileno

Superfícies superhidrofóbicas têm sido objeto de muitos estudos devido ao grande interesse científico e tecnológico para aplicações como autolimpeza, anticorrosão, separação água/óleo, microfluídica, dentre outras. A superhidrofobicidade depende das características químicas e topologia das superfícies. Neste trabalho, foi desenvolvido um novo método de produção de revestimento superhidrofóbico nanoestruturado em materiais fibrosos, utilizando o processo de deposição de espuma. Com base no método desenvolvido, revestimentos nanocompósitos de politetrafluoretileno e nanopartículas de óxido de cálcio foram depositados sobre fibras de Poliácido láctico para avaliação de superhidrofobicidade. A influência de parâmetros de processo como, concentração de nanopartículas de óxido de cálcio, concentração de politetrafluoretileno, temperatura de polimerização e tempo de polimerização, foi avaliada. O revestimento foi caracterizado por ângulo de contato, difração de raios-x, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de raios-x de dispersão de elétrons, espectroscopia fotoeletrônica por raios-x, ensaio de repelência a líquidos com vários valores de tensão superficial, ensaio de verificação da autolimpeza e ensaio de resistência a lavagem e abrasão. Os resultados de difração de raios-x e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier indicaram a presença de politetrafluoretileno e nanopartículas de óxido de cálcio sobre a superfície das fibras de Poliácido láctico, confirmando a deposição do revestimento pelo processo desenvolvido. Dentre os parâmetros de processo estudados, a condição de 0,6% sobre o peso do material (spm) de nanopartículas de óxido de cálcio, 80 g/l de politetrafluoretileno, 140°C e 90 segundos de polimerização resultou no maior valor de ângulo de contato para o revestimento de politetrafluoretileno/nanopartículas de óxido de cálcio (159,67° ± 1,05°). As imagens de microscopia eletrônica de varrimento, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de raios-x de dispersão de elétrons e microscopia de força atômica mostraram nanopartículas de óxido de cálcio com formas esférica e retangular e alterações morfológicas e topográficas na superfície das fibras de Poliácido láctico com a deposição do recobrimento. A espectroscopia fotoeletrônica por raios-x confirmou a existência da presença de elemento químico flúor na superfície do revestimento. Os resultados dos testes de repelência aquosa realizados utilizando uma série de soluções de água/álcool isopropílico com diferentes tensões superficiais indicaram repelência da superfície revestida a todas as soluções testadas. As fibras com o revestimento de politetrafluoretileno/ nanopartículas de óxido de cálcio também apresentaram propriedade de autolimpeza fazendo com que uma gota de água removesse a sujeira da superfície. O revestimento manteve a superhidrofobicidade mesmo após 25 ciclos de lavagem e 100 ciclos de abrasão. Em resumo, o processo de fabricação apresentado nesta pesquisa utilizando a deposição de espuma mostrou-se simples e prático para deposição de revestimentos superhidrofóbicos em fibras e tecidos. O revestimento de politetrafluoretileno/nanopartículas de óxido de cálcio depositado em fibras de Poliácido láctico via deposição de espuma apresentou propriedades superhidrofóbicas.