Fluidos aquosos baseados em poliacrilamida e nanotubos de carbono

Nesse trabalho foi realizado um estudo de fluidos preparados com água, poliacrilamida (PAM) e nanotubos de carbono (NTC) através de medidas de viscosidade e espalhamento de luz. Um estudo prévio de caracterização de ambos os materiais também foi realizado. O nanotubo de carbono utilizado possui paredes múltiplas e é funcionalizado com grupos ácidos (MWCNT-COOH). O NTC foi caracterizado quanto às suas propriedades térmicas e morfológicas, e apresentou uma alta pureza, um diâmetro que varia de 5 a 10 nm e aproximadamente 5% de funcionalização. As poliacrilamidas foram caracterizadas através de RMN, CHN, TG, DSC, espalhamento de luz e viscosidade. Dois sistemas fluidos foram investigados, um comercial e outro sintetizado. A diferença entre esses dois sistemas está na PAM utilizada. No preparo do sistema comercial contendo uma concentração fixa de 3 g.L-1 de PAM, utilizou-se uma PAM comercial que é um copolímero de poliacrilamida e 1% de ácido acrílico (CPAM) de massa molecular 3,84 x 106 g.mol-1. Já no sistema sintetizado,tr a concentração estudada foi de 50 g.L-1 da poliacrilamida sintetizada (SPAM) de massa molecular 2,97 x 104 g.mol-1. Ambos os sistemas foram preparados com quantidades de nanotubos variando de 0 a 1% m/m (NTC/PAM). Para ambos os sistemas observou-se uma diminuição da viscosidade e aumento do coeficiente de difusão com o aumento da concentração de NTC, isso se justifica pela diminuição dos tamanhos dos novelos poliméricos (diminuição do raio de giração) com o aumento da concentração de NTC. Os dados obtidos através da viscosidade e do espalhamento de luz também exibem duas faixas de concentração com comportamento similar, sendo que na interseção dessas, há uma mudança de comportamento do sistema, ou seja, na região de 0,2 % m/m de NTC, para ambos os sistemas, há um limite de percolação. Este limite foi interpretado como devido à conexão de novelos poliméricos através de nanotubos, produzindo comportamentos de grupo no regime diluído de concentração de polímero em águaFluids prepared with water, polyacrylamide (PAM) and carbon nanotubes (CNT) were studied viscosity and light scattering measurements. A previous characterization of PAM and CNT materials was also carried out. The carbon nanotube has a multi-walled structure, functionalized with 5% mass of acidic groups (MWCNT-COOH). Moreover, the CNT sample presents high purity (>95%), and diameter ranging from 5 to 10 nm. The polyacrylamides were characterized by NMR, CHN, TG, DSC, DLS1 and viscosity. Two fluid systems were investigated, one of them using commercial and the other one synthesized PAM. The difference between these two systems is the PAM characteristics. A commercial PAM, which is a copolymer of polyacrylamide containing 1 % acrylic acid (CPAM) and wM= 3.84 x 106 g.mol-1, was used at the concentration of 3 g.L-1 to produce the first set of fluids. The synthetic polyacrylamide (SPAM), Mw = 2.97 x 104 g.mol-1, was used to prepare dispersions in a concentration of 50 g.L-1. In both systems, the concentration of carbon nanotubes ranging from 0 to 1 % m/m (CNT/PAM). A decrease in the viscosity and an increase in the diffusion coefficient were observed for both fluids, as a function of CNT concentration . This can be explained by the reduction of the sizes of the polymeric coil (decrease in gyration radius) with increasing concentration of CNT. The results obtained from viscosity and light scattering showed a change of behavior at 0.2 m/m % of CNT for both systems, with different PAM. An abrupt decrease of viscosity and increase in diffusion coefficient was observed around this concentration. This may be consequence of the carbon nanotubes connecting polymeric coils, leading to group behavior in the diluted polymer concentration regim