Otimização e aplicação de nanorevestimento superhidrofóbico e supercapacitivo de grafeno/fluoropolímero via spray mist coating em tecido poliéster

The knowledge of the fundamental structure and bonds of graphene oxide, as well as the scope of its applications, such as in the fields of physics, chemistry and materials science, has had a significant scientific growth in the last decade. With applications in renewable energy, microelectronics, he...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Galvão, Felipe Mendonça Fontes
Outros Autores: Nascimento, José Heriberto Oliveira do
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Óxido de grafeno
Óxido de grafeno reduzido
Têxteis inteligentes
Nanotecnologia
Superhidrofóbico
Supercapacitores
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45890
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Galvão, Felipe Mendonça Fontes
Otimização e aplicação de nanorevestimento superhidrofóbico e supercapacitivo de grafeno/fluoropolímero via spray mist coating em tecido poliéster
description The knowledge of the fundamental structure and bonds of graphene oxide, as well as the scope of its applications, such as in the fields of physics, chemistry and materials science, has had a significant scientific growth in the last decade. With applications in renewable energy, microelectronics, heterogeneous photocatalysis, sensors, biomedical, biotechnology, among others, it has made this material one of the most studied with patent factors today. Advances in these areas were driven by improvements in the methods used to synthesize and characterize graphene oxide (GO) as well as its reduced phase, RGO. Thus, this work synthesized GO by the Hummers and Hoffman's method and then performed its reduction (RGO) with the reducing agents: ascorbic acid, sodium hydrosulfite, Inorganic Salt and Polysaccharide. The reduced samples were characterized by DRX, RAMAN, FTIR, BET, HRTEM and MEV-FEG and the most sustainable was selected and used in all the following experimental phases. Thus, this work had as main objective to obtain RGO via ecological reducing agent and with that, to obtain a superhydrophobic and supercapacitive textile. A Box-Behken experimental design was applied with the variables evaluated in the spray coating mist application method for nanomaterials on polyester fabric (PET), being: RGO/Fluorpolymer ratio (mass/mass) of 1/5, 3/15 and 5/25; fixation temperature in infrared vines of 100ºC, 125ºC and 150ºC and fixation time of 2, 6 and 10 minutes, with the contact angle value as a response variable. PET fabric samples with superhydrophobic behavior and control were characterized by microstructural and colorimetric modification. It was proven that the PET fabric functionalization method was promising, obtaining a superhydrophobic behavior with a contact angle greater than 150ºC and durable to washing and friction testing. It is concluded that the optimized functionalization was responsible for obtaining a superhydrophobic textile material with industrial application capacity.
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Galvão, Felipe Mendonça Fontes
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With applications in renewable energy, microelectronics, heterogeneous photocatalysis, sensors, biomedical, biotechnology, among others, it has made this material one of the most studied with patent factors today. Advances in these areas were driven by improvements in the methods used to synthesize and characterize graphene oxide (GO) as well as its reduced phase, RGO. Thus, this work synthesized GO by the Hummers and Hoffman's method and then performed its reduction (RGO) with the reducing agents: ascorbic acid, sodium hydrosulfite, Inorganic Salt and Polysaccharide. The reduced samples were characterized by DRX, RAMAN, FTIR, BET, HRTEM and MEV-FEG and the most sustainable was selected and used in all the following experimental phases. Thus, this work had as main objective to obtain RGO via ecological reducing agent and with that, to obtain a superhydrophobic and supercapacitive textile. A Box-Behken experimental design was applied with the variables evaluated in the spray coating mist application method for nanomaterials on polyester fabric (PET), being: RGO/Fluorpolymer ratio (mass/mass) of 1/5, 3/15 and 5/25; fixation temperature in infrared vines of 100ºC, 125ºC and 150ºC and fixation time of 2, 6 and 10 minutes, with the contact angle value as a response variable. PET fabric samples with superhydrophobic behavior and control were characterized by microstructural and colorimetric modification. It was proven that the PET fabric functionalization method was promising, obtaining a superhydrophobic behavior with a contact angle greater than 150ºC and durable to washing and friction testing. It is concluded that the optimized functionalization was responsible for obtaining a superhydrophobic textile material with industrial application capacity. O conhecimento da estrutura fundamental e das ligações do óxido de grafeno, bem como o alcance de suas aplicações, como nos campos da física, química e ciência dos materiais, tiveram um expressivo crescimento científico na última década. Com aplicações em energias renováveis, microeletrônica, fotocatálise heterogênea, sensores, biomédica, biotecnologia, dentre outras, tem feito deste material um dos mais estudados com inúmeras patentes atualmente. Avanços nessas áreas foram impulsionados por melhorias nos métodos utilizados para sintetizar e caracterizar o óxido de grafeno (GO) bem como, sua fase reduzida, o RGO. Com isso esse trabalho sintetizou o GO pelo método de Hummers e Hoffman´s e em seguida, realizou a sua redução (RGO) com os agentes redutores: ácido ascórbico, hidrossulfito de sódio, Sal inorgânico e o polissacarídeo. As amostras reduzidas foram caracterizadas por DRX, RAMAN, FTIR, BET, HRTEM e MEV-FEG e o mais sustentável foi selecionado e utilizado em todas as fases experimentais seguintes. Assim, este trabalho teve como objetivo principal obter RGO via agente redutor ecológico e com isso, obter um têxtil superhidrofóbico e supercapacitivo. Foi aplicado um planejamento experimental Box-Behken com as variáveis avaliadas no método de aplicação via de spray coating mist para nanomateriais sobre o tecido de poliéster (PET), sendo: razão RGO/Fluopolímero (massa/massa) de 1/5, 3/15 e 5/25; temperatura de fixação em rama com infravermelho de 100ºC, 125ºC e 150ºC e tempo de fixação 2, 6 e 10 minutos, tendo como variável de resposta o valor de ângulo de contato. As amostras de tecido de PET com comportamento superhidrofóbico e controle foram caracterizadas quando a modificação microestrutural e colorimétrica. Foi comprovado que o método de funcionalização do tecido de PET foi promissor, obtendo um comportamento superhidrofóbico com ângulo de contato superior a 150ºC e durável a lavagem e teste de fricção. Conclui-se que a funcionalização otimizada foi responsável por obter um material têxtil superhidrofóbico com capacidade de aplicação industrial. 2022-12-03 2022-02-08T22:32:25Z 2021-09-17 masterThesis GALVÃO, Felipe Mendonça Fontes. Otimização e aplicação de nanorevestimento superhidrofóbico e supercapacitivo de grafeno/fluoropolímero via spray mist coating em tecido poliéster. 2021. 207f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Têxtil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45890 pt_BR Acesso Embargado application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA TÊXTIL

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