Orientador: Julio Roberto Bartoli

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Nanotubos de carbono possuem elevadas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas, que podem ser incorporadas a matrizes poliméricas para aplicações em dispositivos optoeletrônicos, revestimentos antiestáticos, materiais para blindagem a interferências eletromagnéticas, entre outras. Porém,...

Resumo: Nanotubos de carbono possuem elevadas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas, que podem ser incorporadas a matrizes poliméricas para aplicações em dispositivos optoeletrônicos, revestimentos antiestáticos, materiais para blindagem a interferências eletromagnéticas, entre outras. Porém, para que suas propriedades sejam transferidas à matriz é necessário que estejam intimamente dispersos no polímero. Este trabalho propõe a fabricação de nanocompósitos condutores elétricos a base de PMMA/NTCPM sintetizados por meio de polimerização in situ, em solução, e com aplicação de energia ultrassônica por sonda. O efeito das variáveis teor de NTCPM e amplitude do ultrassom nas propriedades elétricas, térmicas e estruturais dos nanocompósitos foram estudados com o auxílio de um planejamento fatorial de experimentos. Filmes obtidos por casting apresentaram resistividade de superfície da ordem de 102 ?/sq ou condutividade elétrica de 10 S/m. Os nanocompósitos apresentaram um aumento de aproximadamente 15 °C na temperatura de degradação térmica em relação a amostra de PMMA sintetizada sem ultrassom. Observou-se uma diminuição na massa molar numérica média nas amostras de PMMA sintetizadas na presença de ultrassom. Na caracterização via FTIR dos nanocompósitos, verificou-se a formação de ligações C-C entre PMMA e NTC. Houve um ligeiro deslocamento das bandas D e G' do Raman para maiores valores de número de onda nos NTCPM após purificação com HCl e também nos nanocompósitos. Isto pode estar associado ao desemaranhamento e dispersão dos feixes de nanotubos. A funcionalização covalente usando 4-[(N-Boc) aminometill]anilina dos NTCPM também foi estudada com o objetivo de auxiliar a sua dispersão na matriz polimérica. A presença do grupo benzilamina enxertado na superfície dos NTCPM foi confirmada e quantificada por TGA em atmosfera inerte e pelo Kaiser Test. Foram realizados ensaios preliminares estudando-se a síntese de nanocompósitos contendo os NTCPM funcionalizados

Abstract: Carbon nanotubes have superior mechanical, electrical and thermal properties that can be incorporated into polymeric matrices for applications in optoelectronic devices, antistatic coatings, electromagnetic shielding materials, among others. However, in order to transfer their properties...

Abstract: Carbon nanotubes have superior mechanical, electrical and thermal properties that can be incorporated into polymeric matrices for applications in optoelectronic devices, antistatic coatings, electromagnetic shielding materials, among others. However, in order to transfer their properties to the matrix they must be intimately dispersed. This work proposes the preparation of conductive nanocomposites based on PMMA/MWCNT synthesized by in situ solution polymerization and with probe ultrasonication. The effect of the NTCPM contents and ultrasound amplitude on the electrical, thermal and structural properties of the nanocomposites were studied using a factorial experimental design. Casting films have showed surface resistivity of 102 ?/sq or electrical conductivity of 10 S/m. An increase of approximately 15 °C at the thermal degradation temperature was obtained for the nanocomposites when they are compared with the PMMA sample synthesized without ultrasonication. A decrease on the number-average molecular mass of de PMMA synthesized with sonication was observed. FTIR analysis of nanocomposites showed a new peak from C-C bond between PMMA and NTC. There was a slight displacement of the D and G' Raman bands for higher wavenumbers for NTCPM after HCl purification and also for the nanocomposites. This could be associated with the disentanglement and dispersion of the nanotube bundles. Covalent functionalization of MWCNT using 4 - [(N-Boc) aminomethyl]aniline was also studied to aid its dispersion in polymeric matrices. Functionalization of NTCPM was confirmed and quantified by TGA under inert atmosphere and by Kaiser Test. Preliminary tests were performed to study the synthesis of nanocomposites containing MWCNT with the benzylamine group grafted on its surface

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