Nanocompositos de poliuretano termoplástico com nanoestruras de carbono: relação da morfologia com as propriedades termomecanicas e elétricas
Compósitos de poliuretano termoplástico (TPU) com nanoestruturas de carbono destacam-se por suas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas aprimoradas, tornando-os adequados para diversas aplicações. Embora a mistura em solução e a polimerização in situ ofereçam boa dispersão, são dispendiosas, d...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE) |
| Repositorio: | Repositório Digital do Mackenzie |
| Idioma: | portugués inglés |
| OAI Identifier: | oai:dspace.mackenzie.br:10899/41358 |
| Acceso en línea: | https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/41358 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | TPU grafeno nanotubos de carbono nanocompósitos poliméricos |
| Sumario: | Compósitos de poliuretano termoplástico (TPU) com nanoestruturas de carbono destacam-se por suas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas aprimoradas, tornando-os adequados para diversas aplicações. Embora a mistura em solução e a polimerização in situ ofereçam boa dispersão, são dispendiosas, de baixo rendimento e produzem resíduos tóxicos. Em contraste, a mistura por fusão apresenta forte potencial para escalabilidade industrial. Neste trabalho, nanocompósitos de TPU com grafeno de poucas camadas, nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) e seu híbrido grafeno/MWCNT foram produzidos por meio de mistura por fusão. As amostras foram caracterizadas por técnicas físico-químicas e mecânicas. A adição de MWCNT 1% em massa aumentou a resistência mecânica em ~20%, melhorou a deformabilidade em 33% e reduziu a resistividade em cinco ordens de magnitude em comparação ao TPU puro. A análise dinâmica-mecânica (DMA) revelou que a temperatura de transição vítrea (Tg) permaneceu em torno de -23°C, com alterações mínimas em modulo de armazenamento (E’) e módulo de perda (E”). Amostras com MWCNT apresentaram aumento da viscosidade em baixas taxas de cisalhamento, indicando a formação de uma rede tridimensional entre as cadeias poliméricas, enquanto o grafeno a reduziu em altas taxas, demonstrando o efeito lubrificante das folhas de grafeno. As composições com MWCNTs apresentaram diminuição da viscosidade extensional após o tempo de deformação, enquanto as demais apresentaram regime de endurecimento por deformação. Isso ocorre porque o fluxo extensional uniaxial pode alinhar os CNTs e colapsa a rede tridimensional. Esses resultados indicam que a morfologia da carga influencia as propriedades finais dos compósitos. A compreensão desses efeitos permite o projeto de nanocompósitos de TPU de alto desempenho e baixo custo, adequados para produção em larga escala, mesmo utilizando técnicas de baixa dispersão |
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