Caracterização das propriedades superficiais de nanocompósito polímeroargila montmorilonítica funcionalizada

Nanocomposites with thermofixed polymeric matrix and nanostructured inorganic filler have been presenting greater industrial demand in recent years. Recent research in this area seeks to incorporate filler at low percentages of mass (less than 5%) in order to maximize the properties of the nanoco...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Azevedo, Arthur Gabriel Bezerra de
Outros Autores: Delmonte, Mauricio Roberto Bomio
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Argila
Epóxi
Nanocompósito
Hidrofobicidade
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29943
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Azevedo, Arthur Gabriel Bezerra de
Caracterização das propriedades superficiais de nanocompósito polímeroargila montmorilonítica funcionalizada
description Nanocomposites with thermofixed polymeric matrix and nanostructured inorganic filler have been presenting greater industrial demand in recent years. Recent research in this area seeks to incorporate filler at low percentages of mass (less than 5%) in order to maximize the properties of the nanocomposite without prejudice factors such as toughness. In this work, polymer-clay nanocomposites were produced from epoxy resin and montmorillonite clay. A content of 3 %wt of clay was incorporated into the resin through dispersion in acetone, mechanical agitation and application of vacuum. The nanocomposites obtained were deposited in the form of films, on stainless steel plates. The commercial clay was treated using ethylene glycol to remove interlamellar compounds and allow exfoliation of the structure. The material was functionalized with three different coupling agents, denominated silanes, (3- Aminopropyl) triethoxysilane (APTES), Triethoxyvinylsilane, (TEVS) and 3- (Trimethoxysilyl) propyl methacrylate (MEMO). The modified minerals were evaluated using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and specific surface area analysis using the BET method. The analyzes suggest that the materials obtained showed exfoliated structure before incorporation in the resin, with the silane agents incorporated in the interlayer space of the clay, which was observed through the significant modification in the basal spacing of its structure and modification of specific surface area. The analyzes of atomic force microscopy (AFM) and contact angle performed on the obtained nanocomposites indicated that the presence of coupling agents superficially modified the nanocomposites, varying their roughness and obtaining an increase of approximately 45% in the contact angle for the nanocomposite containing TEVS. Materials modified with MEMO showed slight changes in the contact angle. For the nanocomposite containing APTES, the analyzes indicated a tendency to increase hydrophilicity.
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The nanocomposites obtained were deposited in the form of films, on stainless steel plates. The commercial clay was treated using ethylene glycol to remove interlamellar compounds and allow exfoliation of the structure. The material was functionalized with three different coupling agents, denominated silanes, (3- Aminopropyl) triethoxysilane (APTES), Triethoxyvinylsilane, (TEVS) and 3- (Trimethoxysilyl) propyl methacrylate (MEMO). The modified minerals were evaluated using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and specific surface area analysis using the BET method. The analyzes suggest that the materials obtained showed exfoliated structure before incorporation in the resin, with the silane agents incorporated in the interlayer space of the clay, which was observed through the significant modification in the basal spacing of its structure and modification of specific surface area. The analyzes of atomic force microscopy (AFM) and contact angle performed on the obtained nanocomposites indicated that the presence of coupling agents superficially modified the nanocomposites, varying their roughness and obtaining an increase of approximately 45% in the contact angle for the nanocomposite containing TEVS. Materials modified with MEMO showed slight changes in the contact angle. For the nanocomposite containing APTES, the analyzes indicated a tendency to increase hydrophilicity. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Nanocompósitos de matriz polimérica termofixa e carga inorgânica nanoestruturada vêm apresentando maior demanda industrial nos últimos anos. As pesquisas recentes nesta área buscam incorporação de carga a baixas porcentagens de massa (inferiores a 5%) visando maximizar propriedades do nanocompósito sem prejudicar fatores como tenacidade. Neste trabalho, nanocompósitos polímero-argila foram produzidos a partir de resina epóxi e uma argila montmorilonítica. Um teor de 3% em massa de argila foi incorporado na resina através de dispersão em acetona, agitação mecânica e aplicação de vácuo. Os nanocompósitos obtidos foram depositados na forma de filmes, em placas de aço inox. A argila comercial Cloisite 10A foi tratada utilizando-se etilenoglicol para remoção de compostos interlamelares e esfoliação da estrutura. O material foi funcionalizado com três diferentes agentes de acoplamento, denominados silanos, (3- Aminopropil)triethoxisilano (APTES), Trietoxivinilsilano (TEVS) e 3- (Trimetoxisilil) propil metacrilato (MEMO). Os minerais modificados foram avaliados por intermédio de difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise de área superficial específica pelo método BET. As análises sugerem que os materiais obtidos apresentaram estrutura esfoliada antes da incorporação na resina, com os agentes silanos incorporados no espaço interlamelar do argilomineral, o que foi observado por meio da significativa modificação no espaçamento basal de sua estrutura e alteração de área superficial específica. As análises de microscopia de força atômica (AFM) e ângulo de contato realizadas nos nanocompósitos obtidos indicaram que a presença dos agentes de acoplamento ocasionou mudanças superficiais nos nanocompósitos, variando sua rugosidade e obtendo-se um aumento de aproximadamente 45% no ângulo de contato para o nanocompósito contendo TEVS. Os materiais modificados com MEMO apresentaram alterações no ângulo de contato. Para o nanocompósito contendo APTES, as análises indicaram uma tendência ao aumento de hidrofilicidade. 2020-09-04T22:38:02Z 2020-09-04T22:38:02Z 2020-06-02 masterThesis AZEVEDO, Arthur Gabriel Bezerra de. Caracterização das propriedades superficiais de nanocompósito polímeroargila montmorilonítica funcionalizada. 2020. 83f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29943 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

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