Efeito da adição de grafite expandido por microondas nas propriedades térmicas, elétricas e mecânicas de nanocompósitos de matriz epóxi

Nanocompósitos a base de resina epóxi e nanografite foram processados por mistura de alto cisalhamento, com concentrações de 1 % e 3 % p/p de reforço. O nanografite foi obtido através de tratamentos: químico (intercalação ácida), térmico (expansão por microondas) e mecânico (esfoliação por ultrassom). Os comportamentos mecânico, elétrico e térmico dos materiais obtidos foram analisados em função da porcentagem de reforço. De acordo com os resultados obtidos, não foram verificadas alterações na condutividade elétrica do epóxi com a adição de nanografite, nos percentuais estudados. Entretanto, com base nos ensaios mecânicos observou-se que os nanocompósitos com adição de 1 % p/p e 3 % p/p de grafite expandido apresentaram aumento na resistência à tração de 16,62 % e 3,20 % respectivamente, em relação ao polímero puro. O menor aumento de resistência mecânica para os nanocompósitos com 3 % p/p de nanografite foi relacionado com a formação de aglomerados. A adição de 1 % p/p e 3% p/p de nanografite também resultou em uma diminuição de 6,25 % e 17,60 %, respectivamente, na densidade relativa do polímero. Portanto, a elevação da resistência específica dos nanocompósitos foi de aproximadamente 33,33% para os dois nanocompósitos, em relação ao polímero puro. A adição de 1 % p/p e 3 % p/p de nanografite no material aumentou os valores médios de condutividade térmica em 28,33 % e 132,62 %, respectivamente, combinado com uma redução de 26,11 % e 49,80 %, respectivamente, na capacidade térmica volumétrica. Em resumo, verificou-se que uma adição de nanografite da ordem de 1 % e 3 % p/p produziram elevações notáveis na resistência mecânica específica e condutividade térmica do epóxiEpoxy based nanocomposites with 1 wt % and 3 wt % of nanographite were processed by high shear mixing. The nanographite was obtained by chemical (acid intercalation), thermal (microwave expansion) and mechanical (ultrasonic exfoliation) treatments. The mechanical, electrical and thermal behavior of the nanocomposites was determined and evaluated as a function of the percentage of reinforcement. According to the experimental results, the electrical conductivity of epoxy was not altered by the addition of nanographite in the contents evaluated. However, based on the mechanical tests, nanocomposites with addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite showed increase in tensile strength of 16,62 % and 3,20 %, respectively, compared to the neat polymer. The smaller increase in mechanical strength of the nanocomposite with 3 wt.% of nanographite was related to the formation of agglomerates. The addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite also resulted in a decrease of 6,25 % and 17,60 %, respectively, in the relative density of the material. Thus, the specific strength of the nanocomposites was approximately 33,33 % greater when compared to the neat polymer. The addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite in the material increased the mean values of thermal conductivity in 28,33 % and 132,62 %, respectively, combined with a reduction of 26,11 % and 49,80 % in volumetric thermal capacity, respectively. In summary, it has been determined that an addition of nanographite of the order of 1 wt.% and 3 wt.% produced notable elevations in specific strength and thermal conductivity of epox