Última alteração: 2012-11-13
Resumo
Introdução
Nanocompósitos de matriz polimérica são materiais que exploram as vantagens da nanoescala, buscando melhorar consideravelmente propriedades de materiais poliméricos pela adição de nanopartículas, sem afetar negativamente outras propriedades, como ocorre no caso de cargas convencionais.
A resina epóxi é um polímero que tem sido utilizado em aplicações de alta tecnologia, geralmente como matriz de compósitos estruturais. As propriedades mecânicas desses materiais podem ser aperfeiçoadas pela adição de nanopartículas. No entanto, os processos de dispersão e os diferentes tipos de nanopartículas podem afetar a cura e as propriedades finais do material.
Objetivos
O objetivo deste trabalho é estudar a formação e propriedades de nanocompósitos de resina epóxi à base de diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA) contendo nanopartículas de diferentes formas e estruturas. Em particular, foram estudados os efeitos dos tipos de nanopartículas, sua concentração e grau de dispersão na reticulação e nas propriedades mecânicas dos materiais resultantes.
Metodologia
As nanopartículas utilizadas neste trabalho foram: argilas montmorilonitas organofílicas e sódica, nanotubos de carbono de parede múltipla, nanotubos de haloisita, argila sintética Laponite e sílica coloidal. Para preparar os nanocompósitos foram utilizadas duas técnicas: mistura em agitador magnético e mistura em moinho de bolas de alta energia. Depois da mistura o endurecedor foi adicionado, geralmente por mistura manual. Por fim, cada amostra foi levada aos moldes à base de silicone para serem preparados os corpos de prova de ensaios mecânicos.
As propriedades térmicas e mecânicas foram avaliadas por análise dinâmico-mecânica (DMA) em modo oscilatório a 1 Hz de frequência, varrendo temperaturas de -40 °C a 100 °C.
Resultados
Os resultados dos testes mostraram que o módulo de armazenamento e a temperatura de transição vítrea são em geral proporcionais à concentração de reforço, porém essa relação apresenta um limite e algumas exceções. Na comparação de todas as nanopartículas, nota-se que o modulo de armazenamento e a temperatura de transição vítrea estão associados à razão de aspecto das nanopartículas. A Laponite e a sílica coloidal, embora não tenham uma razão de aspecto grande, têm dimensões muito reduzidas, o que pode ter promovido um efeito de reforço nanométrico efetivo. As montmorilonitas, que geralmente têm sido muito estudadas como nanopartículas, no entanto, não exibiram resultados muito significativos.
Conclusão
Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de epóxi com diversas nanopartículas e suas propriedades termomecânicas foram avaliadas por DMA. Os resultados obtidos foram relativamente complexos, pois além do efeito de reforço, as nanopartículas acabam afetando a cura do material.