Estudo das propriedades micro e macroscópicas de nanocompósitos de PVAL/nanopartículas eletrocondutoras

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-graduação em Química, Florianópolis, 2011A obtenção e estudo das propriedades de nanocompósitos poliméricos têm atraído grande interesse de recentes pesquisas. Os nanotubos de carbono e negro de carbono têm mostrado ser um reforço efetivo para modificar as propriedades elétricas, mecânicas e físicas dos materiais. Para a obtenção de nanocompósitos poliméricos, uma dispersão homogênea das nanopartículas na matriz polimérica é um fator preponderante para que as propriedades micro e macroscópicas sejam adequadas a aplicações específicas. Neste trabalho, a dispersão de nanotubos de carbono funcionalizado (NTCF) comparada com nanotubos de carbono não funcionalizado (NTCA) foi investigada em diferentes solventes, com e sem a presença do surfactante (CTAB). Dos sistemas avaliados para a preparação de nanocompósitos em matriz de PVAL, a dispersão das cargas condutoras em água e em presença de CTAB mostrou-se mais adequada. A análise térmica mostrou que a presença de metais nas nanopartículas influi no mecanismo de decomposição dos filmes de nanocompósitos. As características morfológicas dos filmes de nanocompósitos foram densas e sem poros. Os estudos reológicos mostraram que com a diminuição da temperatura e com o aumento da quantidade de NTCF, um aumento na viscosidade do fluido foi obtido. Os valores de condutividades elétricas dos nanocompósitos foram maiores do que do filme de PVAL puro. Nanotubos de carbono não funcionalizados obtiveram os limiares de percolação muito acentuados quando comparados ao dos nanocompósitos com nanotubos de carbono funcionalizados e negro de fumo. A não homogeneidade dos filmes de nanocompósitos induziu as diferenças nos valores de condutividade elétrica em diferentes pontos de filmes de PVAL/NTCF. Com o aumento da pressão aplicada aos filmes de PVAL/NTCF ocorreu um aumento na condutividade elétrica. Ensaios de tração mostraram que em baixas concentrações de nanopartículas, uma maior deformação ocorreu nos nanocompósitos em relação ao PVAL puro, no entanto, maiores concentrações de nanopartículas mostraram uma diminuição na deformação dos filmes. Os espectros de infravermelho e testes de absorção das blendas sugerem a ocorrência da reticulação. Blendas de PVAL/QTN apresentaram maior condutividade elétrica do que PVAL puro, mas com o limiar de percolação não sendo atingido na concentração de 1 g NTCF/100 g da mistura