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Type: TESE DIGITAL
Title: Propriedades elétricas e reológicas do poli(estireno) modificado com negro de fumo condutivo e nanotubo de carbono de parede múltipla funcionalizado
Title Alternative: Electrical and rheological properties of the modified polystyrene with conductive carbon black and functionalized multi-wall carbon nanotube
Author: Marchetti, Gabriel Proença, 1984-
Advisor: Morales, Ana Rita, 1958-
Abstract: Resumo: A incorporação de cargas de carbono condutoras em matrizes poliméricas é largamente utilizada para a modificação das propriedades elétricas dos compósitos. O negro de fumo (NF) é a carga de carbono condutora mais utilizada e os nanotubos de carbono têm se apresentado como uma promissora alternativa devido à suas propriedades mecânicas e elétricas superiores. Este trabalho estudou o comportamento dos nanocompósitos de poli(estireno) (PS) com NF de alta estrutura e nanotubo de carbono de parede múltipla funcionalizado com hidroxila (NTCPM-OH) obtidos por solução assistida por ultrassom e evaporação do solvente (solvent casting). Foram testados quatro solventes e selecionado o tetrahidrofurano para a preparação das amostras considerando-se, visualmente, a qualidade da dispersão e dos compósitos obtidos. As amostras com diferentes concentrações das cargas condutoras foram preparadas depois de um estudo prévio para determinar as melhores condições de processo. Foram realizadas medidas de condutividade elétrica pelo método de quatro pontas e pelo método da curva corrente versus tensão e de reometria dinâmica com placas paralelas. As curvas de condutividade e reológicas mostraram a formação de uma rede percolada para o NF, com o limiar de percolação elétrico e reológico de 5,0% em massa (2,4% em volume) e 2,0% em massa (0,9% em volume), respectivamente. A condutividade elétrica superficial máxima foi de aproximadamente 0,063 S/cm com 7% NF/PS. Não foi possível verificar a percolação para o NTCPM-OH. Os nanocompósitos de NTCPM-OH/PS obtidos nas condições estudadas só apresentaram boa dispersão em baixa concentração (0,1% em massa) (0,04% em volume), sem uma alteração muito significativa do comportamento viscoelástico se comparado ao PS, diferentemente do que ocorre com os de NF/PS que se dispersam com facilidade e se mantêm dispersos mesmo com até 14,0% em massa (6,35% em volume) mudando seu comportamento reológico viscoelástico para pseudo-sólido

Abstract: The incorporation of conductive carbon fillers in polymer matrices is largely used for modifying the electrical properties of the composites. Carbon black (CB) is the most commonly used conductive carbon filler and carbon nanotubes has been presented as a promising alternative due to their superior mechanical and electrical properties. This study investigated the behavior of poly(styrene) (PS) nanocomposites with high structure CB and multi wall carbon nanotube functionalized with hydroxyl (MWCNT-OH) obtained by solution mixing with ultrasound and solvent evaporation (solvent casting). Four different solvents was tested and tetrahydrofuran was selected to make samples, the quality of the dispersion and the composites was visually considered. Samples with different conductive fillers concentrations were determined to find the best process conditions after a short study. Measurements of electrical conductivity were performed by the four-probe method and by curve current versus voltage method and the Dynamic Rheometer assessed the rheological behavior with parallel plates. The conductivity and rheological curves showed the formation of a percolating network only for CB with respective electrical and rheological percolation thresholds at 5.0 wt% (2.4 vol%) and 2.0 wt% (0.9 vol%). The maximum surface electrical conductivity was approximately 0,063 S/cm at 7% CB/PS. It was not possible to check the percolation for the nanotube composites. MWCNT-OH/PS nanocomposites obtained in the studied conditions showed good dispersion only in low concentration (0.1 wt%) (0.04 vol%), without a significant change in the viscoelastic behavior compared to PS, unlike what occurred with CB/PS that disperse easily even up to 14.0 wt% (6.35 vol%), changing their viscoelastic rheological behavior for pseudo-solid
Subject: Percolação
Nanocompósitos poliméricos
Nanotubos de carbono
Poliestireno
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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