Organofilização com sais quaternários de amônio de nanopartículas esfoliadas de argila

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mattoso, Frederico Séllos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/192815
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2018.
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spelling Organofilização com sais quaternários de amônio de nanopartículas esfoliadas de argilaEngenharia de materiaisArgilaNanopartículasDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2018.A utilização de argilas organicamente tratadas, ou argilas organofílicas, como reforço em compósitos poliméricos tem despertado muita atenção dos setores acadêmico e industrial devido à melhoria substancial de propriedades físico-químicas em relação a polímeros puros com a adição de baixos percentuais dessas argilas. As nanoplaquetas constituintes desse mineral, quando adicionadas em torno de 5% em massa e devidamente dispersas em uma matriz polimérica, podem promover aumentos de 40% no valor do módulo de elasticidade e 25% na resistência à tração de nanocompósitos poliméricos em relação ao mesmo polímero puro em massa. A eficiência na incorporação das nanoargilas organofílicas em uma matriz polimérica depende diretamente da compatibilização química entre ambos, a qual está relacionada ao tratamento de superfície aplicado sobre a superfície das nanoplaquetas de argila, bem como ao seu grau de esfoliação na matriz. A intercalação de surfactantes iônicos entre as lamelas das nanoplaquetas de argila apresenta certas restrições, principalmente devido às forças de interação entre as camadas intermédias do mineral, o que dificulta a obtenção de estruturas nanométricas esfoliadas e um efetivo tratamento da superfície. Esta dissertação de mestrado propôs um estudo da aplicação de mecanismos de cisalhamento das nanoplaquetas através do efeito de cavitação gerado por ultrassom de alta potência em meio aquoso. Com essa técnica, foi possível obter uma redução significativa da espessura das partículas de argila e aumentar a quantidade de surfactantes iônicos consumidos para o tratamento de superfície, produzindo assim argilas tratadas organicamente, prontas para aplicação em nanocompósitos poliméricos. O trabalho contempla ainda uma série de caracterizações dessas nanopartículas, a fim de entender a resposta do material aos processamentos propostos.Abstract : The use of organically treated clays, or organophilic clays, as reinforcement in polymer composites has attracted much attention from the academic and industrial sectors due to substantial improvement of physico-chemical properties in relation to raw polymers with a low percentage addition of those clays. The nanoplatelets constituent of this mineral, when added in around 5 wt% and properly dispersed in a polymeric matrix, can promote increase of 40% in Young´s modulus and 25% in the tensile strength of polymeric nanocomposites in relation to the same raw polymer.The efficiency in the incorporation of organophilic nanoclays into a polymer matrix depends on the chemical compatibility between both, which is related to the applied surface treatment on the surface of the clay platelets, as well as their degree of exfoliation in the matrix. The intercalation of ionic surfactants between lamellae of the nanoclay platelets presents certain restrictions, mainly due to the interacting forces between the intermediate layers of the mineral, which makes it difficult to obtain exfoliated nanometric structures and an effective surface treatment. This master s degree dissertation proposed a study of the application of shear mechanisms of the nanoplatelets through the effect of cavitation generated by high power ultrasound in aqueous medium. With this technique, it was possible to obtain a significant reduction in the thickness of the clay particles and increase the amount of ionic surfactants consumed for the surface treatment, thus producing organically treated clays, ready for application in polymer nanocomposites. The work also includes a series of characterization techniques of those nanoparticles, in order to understand the response of those materials to the proposed processes.Hotza, DachamirMachado, Ricardo Antonio FranciscoUniversidade Federal de Santa CatarinaMattoso, Frederico Séllos2019-01-05T03:02:45Z2019-01-05T03:02:45Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis85 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf355535https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/192815porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-01-05T03:02:45Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/192815Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732019-01-05T03:02:45Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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