Panorama da Pesquisa Acadêmica Brasileira em Nanocompósitos Polímero/Argila e Tendências para o Futuro

Abstract

Resumo: A pesquisa em nanocompósitos polímero/argila foi iniciada pela Toyota no final dos anos 80. A partir deste marco, a comunidade científica mundial voltou sua atenção para este tipo de material graças às propriedades mecânicas, químicas e térmicas avançadas em comparação com os compósitos tradicionais. Não foi diferente no Brasil, tal atenção pode ser comprovada pelos inúmeros trabalhos científicos sobre nanocompósitos que começaram a despontar no início do século XXI. Assim, o presente artigo objetiva, após discorrer sobre as definições que concernem nanocompósitos polímero/argila, apresentar as pesquisas científicas brasileiras em nanocompósitos de polímeros de uso geral, de polímeros de engenharia e de outros tipos de polímeros, relacionando-os com o método de produção empregado, morfologia final e propriedades decorrentes da formação de nanocompósitos. Por fim, o mapa da pesquisa brasileira em nanocompósitos polímero/argila e sua perspectiva para o futuro são apresentados. Palavras-chave: Nanocompósito, polímero, argila. Scenario of the Brazilian Academic Research into Nanocomposites Polymer/Clay and Trends for the FutureAbstract: The research on polymer/clay nanocomposites was initiated by Toyota in the late 80s. From then on, the world scientific community has turned its attention to this type of material due to the enhanced mechanical, chemical and thermal properties in comparison to traditional composites. In Brazil, it was not different, as can be seen from the countless scientific works on nanocomposites which have emerged in the early 21 th century. The aim thus is, after discussing the definitions related to the polymer/ clay nanocomposites, to show Brazilian scientific works on the general use of plastics, engineering plastics and other types of polymers, correlating them with their production method, final morphology and resulting properties. Finally, a map of the Brazilian research into polymer/clay nanocomposites and their future perspective are presented. Keywords: Nanocomposite, polymer, clay. IntroduçãoNanocompósitos polímero/argila são uma nova classe de compósitos com matrizes poliméricas onde a fase dispersa é o silicato, constituída por partículas elementares que têm pelo menos uma de suas dimensões da ordem de nanômetros. As partículas minerais mais utilizadas nestes nanocompósitos são as argilas esmectíticas (montmorilonita, saponita e hectorita), tendo as suas partículas morfologia lamelar, com lados da ordem de um micrômetro e espessura de aproximadamente um nanômetro [1] . A camada unitária da montmorilonita (MMT) consiste em três folhas: uma folha octaédrica de hidrargilita-brucita incluídas entre duas folhas tetraédricas de silício e oxigênio (Figura 1). A água e outras moléculas, tais como moléculas orgânicas, podem entrar nas camadas unitárias causando a sua expansão. A distância entre camadas da montmorilonita varia de 9,6 Å, quando nenhuma molécula está entre as camadas unitárias, até quase a separação completa em alguns casos [2] . O interesse na produção de nanocompósito...

Propriedades Mecânicas e Reológicas de Nanocompósitos de Poliamida 6 com Argila Organofílica Nacional

“…Analisando os difratogramas da argila tratada com o sal Cetremide (OMMT), percebe-se o deslocamento do pico para ângulos menores e consequente expansão das camadas para 20,83 Å, devido à penetração das cadeias carbônicas associadas ao sal quaternário de amônio, o que favorece a interação eletrostática com a matriz, bem como facilita a incorporação do polímero [10] . Este comportamento também foi observado no trabalho de Barbosa et al [26] que utilizou este sal quaternário de amônio na organofilização de argilas bentoníticas de mesma procedência.…”

“…Nanocompósitos poliméricos compreendem uma classe de materiais onde substâncias inorgânicas de dimensões nanométricas, tais como argilas e outros minerais, são finamente dispersos dentro de uma matriz polimérica [9,10] . Os híbridos orgânico/inorgânico exibem melhores propriedades quando comparados com os polímeros puros ou aos compósitos convencionais, tais como maior módulo de elasticidade e resistência à tração, maior resistência a solventes e ao fogo e boas propriedades óticas, magnéticas e elétricas [11] .…”

Polymer/ Clay Nanocomposites: Concepts, Researches, Applications and Trends for The Future

“…Besides these three techniques, the use of supercritical carbon dioxide fluids and sol-gel technology can also be mentioned [26].…”

Propriedades mecânicas e térmicas de nanocompósito híbrido de polipropileno com adição de argila e celulose proveniente de papel descartado.

“…A estrutura do compósito obtido é considerada como uma separação de fases. As propriedades dos compósitos de polímero/argila com este tipo de estrutura pertencem aos de microcompósitos tradicionais [70,92] .…”

“…Devido à boa dispersão das camadas de argila, a alta relação dimensional é obtida com menor teor de argila para a formação de nanocompósitos esfoliados. Também é possível a melhoria mais significativa em algumas propriedades do polímero, devido às grandes interações de superfície entre polímero e argila [92,93] .…”