The biggest challenge for the development of carbon nanotubes polymeric nanocomposites is in the suitable dispersion and distribution of the nanometric particles along the polymer matrix. Several preparation methods have been used to obtain nanocomposites, highlighting the mixture with polymer solution followed by solvent evaporation and the hot compacting. The first one has the advantage of allowing dispersion of the nanotubes in a low viscosity medium, while the second method is more environmental favorable due to reduced use of solvent. The aim of this work was to evaluate the influence of the preparation method on the electrical resistivity of PVC/carbon nanotubes nanocomposites, containing from 0.05 to 1.00%w of carbon nanotubes. The results showed a percolation threshold of 0.4%w and 0.15%w of nanotubes for the polymer solution method and hot compacting, respectively, and an electrical resistivity reduction of eight and nine orders of magnitude, respectively, compared to pure PVC. The tensile strength of PVC/MWNT nanocomposites was not affected by the presence or content of carbon nanotubes compared to PVC without addition of nanoparticles, regardless of the material preparation method, however the deformation at beak was largely reduced.
Resumo: O procedimento de obtenção de nanocompósitos dispersando as nanopartículas na matriz polimérica em solução com posterior eliminação do solvente tem sido bastante utilizado, considerando a maior eficiência de obtenção de homogeneidade do produto final. Entretanto, a presença de solvente residual nos nanocompósitos pode afetar as propriedades micro e macroscópicas do produto. O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades térmicas de nanocompósitos de poli(cloreto de vinila)/nanotubos de carbono de paredes múltiplas obtidos a partir da solução do polímero e dispersão dos nanotubos de carbono em tetraidrofurano (THF), bem como a resistividade elétrica dos nanocompósitos e a influência de solvente residual. A presença de tetraidrofurano residual reduz a temperatura de transição vítrea (T g ) em até 26 °C, sendo independente da quantidade de nanotubos de carbono. A eliminação total do solvente é um fator importante para que não induza mudanças nas propriedades da matriz polimérica. O enxerto de grupos -COOH na estrutura dos nanotubos induz uma considerável redução da resistividade elétrica, em dez ordens de grandeza, a partir de 0,4 %(m/m) de nanotubos na composição dos nanocompósitos. Palavras-chave: Nanocompósitos, nanotubos de carbono, PVC. PVC/Carbon Nanotubes Nanocomposites: Evaluation of Electrical Resistivity and the Residual Solvent Effect Over the Thermal Properties of NanocompositesAbstract: The procedure for obtaining nanocomposite by dispersing the nanoparticles in matrix polymer in solution with subsequent elimination of the solvent has been widely used, considering better efficiency in obtaining homogeneity of the final product. However, the presence of residual solvent may affect the nanocomposites in micro-and macroscopic properties of the product. The aim of this study was to evaluate the thermal properties of nanocomposites of poly(vinyl chloride)/multi-walled carbon nanotube obtained from the polymer solution and dispersion of carbon nanotubes in tetrahydrofuran (THF), as well as the electrical resistivity of nanocomposites and the influence of residual solvent. The presence of residual tetrahydrofuran reduces the glass transition temperature (Tg) up to 26 °C, being independent of the amount of carbon nanotubes. The total elimination of the solvent is an important factor that does not induce changes in the properties of the polymeric matrix. The graft-COOH groups in the structure of the nanotubes leads to a considerable reduction of the electrical resistivity in ten orders of magnitude, from 0.4 %wt of nanotubes in the nanocomposite composition. Keywords: Nanocomposites, carbon nanotubes, PVC. IntroduçãoNanocompósitos os quais consistem de pelo menos um dos componentes apresentarem dimensões menores do que 100 nm têm sido bastante estudados nos últimos anos, considerando as características de obtenção e as mudanças de propriedades micro e macroscópicas do produto final. Diferentes nanopartículas vem sendo utilizadas como fase dispersa, tais como argilas, nanotubos de carbono, grafeno...
RESUMO -A contaminação do solo por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos é um problema que pode atingir grandes proporções, devido à possibilidade de contaminação da água subterrânea e da persistência dessas substâncias no meio. Ensaios de oxidação química de solo contaminado com naftaleno, usando persulfato de sódio (PS) e catalisador produzido à base de argila, foram realizados a fim de avaliar a capacidade de remoção do contaminante. Um planejamento experimental do tipo DCCR 2 2 com 3 pontos centrais foi aplicado, pelo qual se constatou a possibilidade da remediação do solo com um máximo de 94,8% de remoção, para o intervalo avaliado no planejamento, ao usar as condições ótimas determinadas por meio do modelo (14,67 g/L de concentração de PS e 0,34 g de catalisador). O modelo obtido possui coeficiente de correlação de 0,95 e, por meio da análise de variância, pode ser considerado significativo e preditivo.
RESUMO -Os nanocompósitos formados pela adição de nanotubos de carbono em matriz polimérica têm atraído à atenção da comunidade científica principalmente devido à capacidade destas nanopartículas modificarem de forma significativa as propriedades elétricas e mecânicas do polímero matriz, mesmo em pequenos teores de adição. O desafio na obtenção de nanocompósito polimérico de alto desempenho está na dispersão adequada dos nanotubos de carbono ao longo da matriz polimérica, o que requer o emprego de um método de obtenção apropriado. Nesse trabalho foram obtidos nanocompósitos com teores entre 0,4 e 4,5 %m de nanotubos de carbono de paredes múltiplas, empregando o processo de compactação à quente com o objetivo de estudar o método de obtenção em comparação a outros métodos já utilizados pelo grupo de pesquisa. As propriedades térmicas mantiveram-se inalteradas em relação ao PVC sem carga, entretanto, a resistividade elétrica dos nanocompósitos apresentou redução de até 12 ordens de grandeza.Palavras-Chave: Nanocompósitos; Nanotubos de carbono; PVC; Resistividade elétrica.Área temática: Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
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