Ref.: MCoCa08-030
Apresentador: Natália Ferreira Braga
Autores (Instituição): Braga, N.F.(Universidade Presbiteriana Mackenzie); Fechine, G.J.(Universidade Presbiteriana Mackenzie);
Resumo:
O grafeno é um material 2D com espessura de um átomo, formado por átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal. Esse material possui excelentes propriedades como alta área específica, boas propriedades mecânicas e alta condutividade elétrica e térmica [1]. Nanocompósitos poliméricos a base de grafeno e seus derivados, como óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO), mostram ser importantes materiais e têm sido utilizado nas mais diversas aplicações, tais como na área eletrônica e o setor aeroespacial [2, 3]. O copolímero acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é um termoplástico de engenharia que se destaca por sua excelente resistência química e propriedades mecânicas e facilidade de processamento, sendo assim muito utilizado em diversas aplicações, como no setor automobilístico e como invólucros de eletrodomésticos e eletroeletrônicos [4].
O grafeno fornecido pela Graphene UP (GUP) foi misturado ao ABS (Sabic) nas concentrações de 0,25, 0,5, 1 e 2% por meio de mistura no fundido utilizando uma extrusora dupla rosca, e posteriormente foi moldado por injeção para confecção dos corpos de prova para os ensaios de tração, impacto e análise dinâmico mecânica (DMA).
O grafeno foi caracterizado quanto a sua estrutura por difração de raios-X (DRX) e microscopia de força atômica, onde pôde-se estimar um grafeno com 16 camadas e tamanho lateral de aproximadamente 1 ?m. Por meio dos ensaios de tração, observou-se que o módulo elástico (E) do ABS aumentou proporcionalmente com o aumento da concentração de carga. O ABS/GUP 2% apresentou o maior valor de E (2667 MPa), um aumento de 8% em relação ao ABS puro. Esse aumento na rigidez do nanocompósito ABS/GUP ocorreu provavelmente devido ao efeito de reforço da carga GUP rígida na matriz polimérica, atribuída principalmente por efeito de uma dispersão eficaz, maior razão de aspecto e interação com a matriz, transferindo assim as suas propriedades para a matriz e colaborando com o aumento dessa propriedade do nanocompósito. Além disso, a deformação na ruptura aumentou com o aumento da concentração de grafeno e a tenacidade dos nanocompósitos ABS/GUP aumentou em relação ao ABS puro até a incorporação de 1% de GUP. Por meio do ensaio DMA, o módulo de armazenamento, o E’ aumentou em relação ao ABS puro, demonstrando que provavelmente há uma boa dispersão da carga na matriz, demonstraram um comportamento mais elástico em comparação com o ABS puro, sugerindo uma maior rigidez do material. O nanocompósito com 2% de GUP apresentou o menor valor de C (coeficiente de reforço), indicando que o grafeno atua mais eficazmente na concentração de 2% na matriz de ABS.
Referências: [1] Castro Neto, et. al.; Rev Mod Phys 2009, 81, 109.
[2] Kausar et al.; Polym Plast Technol Eng 2017, 56, 1438.
[3] Kausar, A.; American Journal of Nanoscience & Nanotechnology Research 2018, 6, 55.
[4] Vishwakarma, S.K. et al.; Journal of Research in Mechanical Engineering 2017, 3, 13.