SÍNTESE DE MATERIAL NANOESTRUTURADO À BASE DE RESINA EPOXÍDICA E SÍLICA: ESTUDO DAS PROPRIEDADES TERMOMECÂNICAS
DOI:
https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v26i51.2432
Resumo
A ciência e tecnologia em nanoescala têm atraído considerável atenção nos últimos anos, pela expectativa do impacto que os materiais nanoestruturados podem causar na melhoria da qualidade de vida. Espera-se que o avanço da nanociência e da nanotecnologia estimule a exploração de novos fenômenos e novas teorias. Neste trabalho foram investigados os principais aspectos envolvidos na modificação da resina epóxi (RE), curada com agente endurecedor poliamida. Nesta matriz epoxídica, incorporados nanopartículas inorgânicas de sílica comercial - R200 (Aerosil). A caracterização das amostras dos sistemas epóxi/poliamida, com e sem adição de nanocarga de sílica foram avaliadas por Termogravimetria (TG), Termogravimetria derivativa (DTG) e análise dinâmica mecânica (DMA). A reometria das amostras constatou que pela determinação do regime de viscoelasticidade linear da matriz epoxídica, verificou-se que a adição de 1% m/m da sílica resultou no aumento da viscosidade da matriz epoxídica, como esperado. Este comportamento sugere que a dispersão resultou na maior interação entre a ER e a carga de sílica, promovido pelo alto cisalhamento durante o procedimento de mistura.
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Referências
AHMED, L. et al. Application of polymer nanocomposites in the flame retardancy study. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, v. 55, p. 381-391, 2018.
ANADÃO, P.; WIEBECK, H.; VALENZUELA-DÍAZ, F. R. Panorama da pesquisa acadêmica brasileira em nanocompósitos polímero/argila e tendências para o Futuro. Polímeros, v. 21, n. 5, p. 443-452, 2011.
CANEVAROLO, S. V. J; MATOS, J. R.; MACHADO, L. D. B. Técnicas de caracterização de polímeros: Análise térmica, termogravimetria, São Paulo: Artliber, 2007.
CARVALHO, A. P. Desenvolvimento de sílica gel organicamente modificada com líquido iônico (Ormosil) e sua utilização em dispersões de resina. 103 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Polímeros) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.
CHEN,Q. et al. Nanoscale and effective mechanical behavior and fracture of silica nanocomposites. Composites Sci and Tech, v. 68, p. 3137-3144, 2008.
COELHO C. P. D. Obtenção e caracterização de nanocompósitos de poliestireno e argilas esmectíticas. 107f. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Universidade de São Paulo, 2008.
ESTEVES, A. C.; TIMMOS, A. B.; TRINDADE, T. Nanocompósito de matriz polimérica: estratégias de síntese de materiais híbridos. Química Nova, v. 27, n. 5, p 798-806; 2004.
FERREIRA H. S.; RANGEL M. C. Nanotecnologia: Aspectos gerais e potencial de aplicação em catálise. Química Nova, v. 32, n. 7, 2009.
GAO, D. et al. Preparation of epoxy-acrylate copolymer/nano-silica via Pickering emulsion polymerization and its application as printing binder. Applied Surface Science, v. 435, p. 195-202, 2018.
HAZARIKA, D.; KARAK, N. Nanocomposite of waterborne hyperbranched polyester and clay carbon dot as a robust photocatalyst for environmental remediation. Applied Surface Science., v. 498, p. 1-13, 2019.
KARNATI, S. R.; AGBO, P.; ZHANG, L. Applications of silica nanoparticles in glass/carbon fiber-reinforced epoxy nanocomposite. Composites Communications, v. 17, p. 32-41, 2020.
KAYA, G. G.; YILMAZ, E.; DEVECI, H. Sustainable nanocomposites of epoxy and silica xerogel synthesized from corn stalk ash: Enhanced thermal and acoustic insulation performance. Composites Part B, v. 150, p. 1-6, 2018.
LI, H. et al. Synergetic enhancement of mechanical and electrical strength in epoxy/silica nanocomposites via chemically-bonded interface. Composites Science and Technology, v. 167, p. 539-546, 2018.
LUCAS, E. F.; SOARES, B. G.; MONTEIRO, E. E. C. Caracterização de polímeros: Determinação do peso molecular e análise térmica. Rio de Janeiro: E-papers, 2001.
MACIEL, A. P.; LONGO, E.; LEITE, E. R.; Dióxido de estanho nanoestruturado: síntese e crescimento de nanocristais e nanofitas; Química Nova, v. 26, n. 6; 2003.
PAVOSKI, G. et al. Synthesis of polyethylene/silica-silver nanocomposites with antibacterial properties by in situ polymerization. European Polymer Journal, v. 106, p. 92-101, 2018.
REDDY, C.; PATRA, P.; DAS, C. Ethylene–octene copolymer-nanosilica nanocomposites: effects of epoxy resin functionalized nanosilica on morphology, mechanical, dynamic mechanical and thermal properties. Macromolecular Symposia, v. 277, n. 1, p. 119-129, 2009.
REZENDE, M. C.; BOTELHO, E. C. O uso de compósitos estruturais na indústria aeroespacial. Polímeros: Ciência e tecnologia, v. 10, n. 2; 2000.
.
ROENNER, N. et al. Simultaneous improvements in flammability and mechanical toughening of epoxy resins through nano-silica addition. Fire Safety Journal, v. 91, p. 200-207, 2017.
SALIMIAN, S. et al. Fabrication and evaluation of silica aerogel-epoxy nanocomposites: Fracture and toughening mechanisms. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, v. 97, p.156-164, 2018.
SINGH, N. P.; GUPTA, V. K.; SINGH, A. P. Graphene and carbon nanotube reinforced epoxy nanocomposites: A review; Polymer., v. 180, n. 121724, p. 1-21, 2019.
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Publicado
2020-08-27
Como Citar
Pinto, P. R., de Jesus, W. F., da Silva, A. dos A., & Santana, J. da S. (2020). SÍNTESE DE MATERIAL NANOESTRUTURADO À BASE DE RESINA EPOXÍDICA E SÍLICA: ESTUDO DAS PROPRIEDADES TERMOMECÂNICAS. Revista Univap, 26(51), 231–246. https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v26i51.2432
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https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v26i51.2432Resumo
A ciência e tecnologia em nanoescala têm atraído considerável atenção nos últimos anos, pela expectativa do impacto que os materiais nanoestruturados podem causar na melhoria da qualidade de vida. Espera-se que o avanço da nanociência e da nanotecnologia estimule a exploração de novos fenômenos e novas teorias. Neste trabalho foram investigados os principais aspectos envolvidos na modificação da resina epóxi (RE), curada com agente endurecedor poliamida. Nesta matriz epoxídica, incorporados nanopartículas inorgânicas de sílica comercial - R200 (Aerosil). A caracterização das amostras dos sistemas epóxi/poliamida, com e sem adição de nanocarga de sílica foram avaliadas por Termogravimetria (TG), Termogravimetria derivativa (DTG) e análise dinâmica mecânica (DMA). A reometria das amostras constatou que pela determinação do regime de viscoelasticidade linear da matriz epoxídica, verificou-se que a adição de 1% m/m da sílica resultou no aumento da viscosidade da matriz epoxídica, como esperado. Este comportamento sugere que a dispersão resultou na maior interação entre a ER e a carga de sílica, promovido pelo alto cisalhamento durante o procedimento de mistura.Downloads
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AHMED, L. et al. Application of polymer nanocomposites in the flame retardancy study. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, v. 55, p. 381-391, 2018.
ANADÃO, P.; WIEBECK, H.; VALENZUELA-DÍAZ, F. R. Panorama da pesquisa acadêmica brasileira em nanocompósitos polímero/argila e tendências para o Futuro. Polímeros, v. 21, n. 5, p. 443-452, 2011.
CANEVAROLO, S. V. J; MATOS, J. R.; MACHADO, L. D. B. Técnicas de caracterização de polímeros: Análise térmica, termogravimetria, São Paulo: Artliber, 2007.
CARVALHO, A. P. Desenvolvimento de sílica gel organicamente modificada com líquido iônico (Ormosil) e sua utilização em dispersões de resina. 103 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Polímeros) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.
CHEN,Q. et al. Nanoscale and effective mechanical behavior and fracture of silica nanocomposites. Composites Sci and Tech, v. 68, p. 3137-3144, 2008.
COELHO C. P. D. Obtenção e caracterização de nanocompósitos de poliestireno e argilas esmectíticas. 107f. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Universidade de São Paulo, 2008.
ESTEVES, A. C.; TIMMOS, A. B.; TRINDADE, T. Nanocompósito de matriz polimérica: estratégias de síntese de materiais híbridos. Química Nova, v. 27, n. 5, p 798-806; 2004.
FERREIRA H. S.; RANGEL M. C. Nanotecnologia: Aspectos gerais e potencial de aplicação em catálise. Química Nova, v. 32, n. 7, 2009.
GAO, D. et al. Preparation of epoxy-acrylate copolymer/nano-silica via Pickering emulsion polymerization and its application as printing binder. Applied Surface Science, v. 435, p. 195-202, 2018.
HAZARIKA, D.; KARAK, N. Nanocomposite of waterborne hyperbranched polyester and clay carbon dot as a robust photocatalyst for environmental remediation. Applied Surface Science., v. 498, p. 1-13, 2019.
KARNATI, S. R.; AGBO, P.; ZHANG, L. Applications of silica nanoparticles in glass/carbon fiber-reinforced epoxy nanocomposite. Composites Communications, v. 17, p. 32-41, 2020.
KAYA, G. G.; YILMAZ, E.; DEVECI, H. Sustainable nanocomposites of epoxy and silica xerogel synthesized from corn stalk ash: Enhanced thermal and acoustic insulation performance. Composites Part B, v. 150, p. 1-6, 2018.
LI, H. et al. Synergetic enhancement of mechanical and electrical strength in epoxy/silica nanocomposites via chemically-bonded interface. Composites Science and Technology, v. 167, p. 539-546, 2018.
LUCAS, E. F.; SOARES, B. G.; MONTEIRO, E. E. C. Caracterização de polímeros: Determinação do peso molecular e análise térmica. Rio de Janeiro: E-papers, 2001.
MACIEL, A. P.; LONGO, E.; LEITE, E. R.; Dióxido de estanho nanoestruturado: síntese e crescimento de nanocristais e nanofitas; Química Nova, v. 26, n. 6; 2003.
PAVOSKI, G. et al. Synthesis of polyethylene/silica-silver nanocomposites with antibacterial properties by in situ polymerization. European Polymer Journal, v. 106, p. 92-101, 2018.
REDDY, C.; PATRA, P.; DAS, C. Ethylene–octene copolymer-nanosilica nanocomposites: effects of epoxy resin functionalized nanosilica on morphology, mechanical, dynamic mechanical and thermal properties. Macromolecular Symposia, v. 277, n. 1, p. 119-129, 2009.
REZENDE, M. C.; BOTELHO, E. C. O uso de compósitos estruturais na indústria aeroespacial. Polímeros: Ciência e tecnologia, v. 10, n. 2; 2000.
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ROENNER, N. et al. Simultaneous improvements in flammability and mechanical toughening of epoxy resins through nano-silica addition. Fire Safety Journal, v. 91, p. 200-207, 2017.
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