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Tipo: Dissertação
Título: OBTENÇÃO DE NANOCOMPÓSITOS CONDUTORES BASEADO EM POLIURETANO DE ÓLEO DE MAMONA COM NEGRO DE FUMO E NANOTUBOS DE CARBONO VISANDO SUA APLICAÇÃO COMO SENSOT PIEZORESITIVO
Título(s) alternativo(s): Obtaining conductive nanocomposites based on castor oil polyurethane with carbon black and carbon nanotubes aiming its application as piezoresitive sensor
Autor(es): Paula, Júlio César Queiroz
Primeiro Orientador: Reis, Idalci Cruvinel dos
Resumo: Compósitos poliméricos condutores, também chamados de polímeros condutores extrínsecos, têm sido extensivamente pesquisados pela comunidade científica devido a seu grande potencial de aplicação nos mais diversos setores industriais. Esses materiais combinam as características de um polímero (leveza, flexibilidade, fácil processamento) com as de cargas condutoras (alta condutividade) para formar um nanocompósito condutor. O poliuretano derivado do óleo de mamona (PUR) é um polímero obtido pela mistura do poliol e do pré-polímero, que apresenta grande potencial para ser utilizado como matriz polimérica em compósitos. O PUR tem propriedades equivalentes aos dos poliuretanos (PU) convencionais e tem como vantagem ser um polímero biodegradável, proveniente de fonte renovável. Em relação às cargas condutoras, o negro de fumo (NF) e os nanotubos de carbono (NTCs) são um dos materiais mais utilizados para esse fim. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivos fazer os processos de síntese e compreender a caracterização elétrica dos compósitos de poliuretano derivados do óleo de mamona com NF e NTCs (PUR-NF/NTCs) obtidos na forma de filmes pelo método “casting”, mantendo fixa a razão poliol/pré-polímero, variando as frações mássicas de NF e NTCs. Os estudos da condutividade em corrente contínua (dc) e corrente alternada (ac) foram obtidos pelo Método de Duas Pontas (tensão x corrente) - (MDP) e pela técnica de Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE), tendo a análise morfológica sido feita em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Quanto à análise elétrica, os resultados evidenciaram que as amostras PUR-NTCs/NF têm menor limiar de percolação em torno de 1,5%, já as amostras PUR-NF/NTCs têm limiar de percolação de 3,5%. Esse resultado se deve a uma melhor distribuição das partículas de NF em relação às de NTCs, através da matriz polimérica, sendo que a melhor dispersão de NF pôde ser confirmada pelas imagens obtidas em MEV. Os resultados dos testes piezoresistivos apresentaram sensibilidade. E por apresentar excelentes propriedades, esse material pode ser aplicado como sensor.
Abstract: Conductive polymeric composites, also called extrinsic conductive polymers, have been extensively researched by the scientific community due to their higher potential for application in the most diverse industrial sectors. These materials combine the characteristics of a polymer (lightness, flexibility, easy processing) with those of conductive charges (high conductivity) to form a conductive nanocomposite. Polyurethane derived from castor oil (PUR) is a polymer obtained by mixing polyol and prepolymer, which has great potential to be used as a polymer matrix in composites. PUR has properties equivalent to those of conventional polyurethanes (PU) and has the advantage of being a biodegradable polymer from a renewable source. Regarding conductive charges, carbon black (NF) and carbon nanotubes (NTCs) are one of the most used materials for this purpose. In this context, the present work aims to carry out the synthesis processes and understand the electrical characterization of polyurethane composites derived from castor oil with NF and NTCs (PUR-NF/NTCs) obtained in the form of films by the "casting" method, keeping the polyol/prepolymer ratio fixed and varying the mass fractions of NF and NTCs. The study of conductivity in direct current (dc) and alternating current (ac) were obtained by the Two-Prong Method (voltage x current) - (MDP) and by the technique of Electrical Impedance Spectroscopy (EIE), and the morphological analysis was performed in Scanning Electron Microscope (SEM). As for the electrical analysis, the results showed that the PUR-NTCs/NF samples have a lower percolation threshold around 1.5%, whereas the PUR-NF/NTCs samples have a percolation threshold of 3.5%. This result is due to the better distribution of the NF particles, in relation to the CNTs, through the polymeric matrix, and the better dispersion of NF could be confirmed by the images obtained in SEM. The results of piezoresistive tests showed sensitivity. So because it has excellent properties, this material can be applied as a sensor.
Palavras-chave: Polímeros
permissividade
monitoramento estrutural
Área do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
Pais: Brasil
Editor: Instituto Federal Goiano
Sigla da Instituição: IF Goiano
Campus: Campus Rio Verde
Programa/Curso: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aplicada e Sustentabilidade
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/2391
Data do documento: 17-Fev-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Aplicada e Sustentabilidade

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