Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/123456789/1379
Title: Síntese de nanomateriais de grafeno para utilização em nanocompósitos poliméricos
Authors: Nogueira, Nathália Maria Barbosa
metadata.dc.contributor.authorLattes: http://lattes.cnpq.br/3264027755950807
metadata.dc.contributor.advisor: Ghislandi, Marcos Gomes
metadata.dc.contributor.advisorLattes: http://lattes.cnpq.br/3409757365313853
Keywords: Materiais nanoestruturados;Nanocompósitos;Óxido de grafeno;Grafita
Issue Date: 11-Jul-2019
Citation: NOGUEIRA, Nathália Maria Barbosa. Síntese de nanomateriais de grafeno para utilização em nanocompósitos poliméricos. 22f. Trabalho de conclusão de curso. (Graduação em Engenharia de Materiais) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2019.
Abstract: Because of its unprecedented physical and chemical properties, graphene has attracted the attention of researchers searching to produce composite materials with unique properties. In this way, it has been studied the incorporation of graphene oxide loads into polymers and analyzed their influence on the mechanical, electrical and thermal behavior of the resulting composites. In this work, we present the preparation and the influence of the incorporation of graphene oxide (GO) on polyvinyl alcohol (PVOH). The mechanical reinforcement, by the incorporation of 0.5 wt%, 0.1 wt% and 1 wt% of graphene oxide into the polymer matrix, was estimated. The strategy involved the production of graphite oxide from graphite, using the modified Hummers method. The method was carried out by the addition of sulfuric acid (H2SO4), potassium permanganate (KMnO4) and hydrogen peroxide (H2O2), followed by the exfoliation of graphite oxide into sheets of graphene oxide by the use of ultrasound, and finally the preparation of the GO / PVOH nanocomposites by a simple solution mixing method. The synthesized materials were characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and gravimetry. The analysis of the GO / PVOH films were carried out via tensile and UV-vis tests. Gravimetry showed that the solution of graphite oxide synthesized had a homogeneous concentration. X-ray diffraction (XRD) showed that the oxidative process of graphite precursor into graphite oxide was efficient. The stress-strain analysis confirmed the increase in mechanical strength of the polymeric film with the incorporation of graphene oxide load, while for the strain it was not possible to obtain conclusive data. The optical analysis showed a whitening of the film during the tensile test, indicating an alignment of the polymer chains and crystallization of the films. The UV-vis spectra showed that the pure PVOH film exhibited a high transparency, however, for the films with 0.1wt%, 0.5wt% and 1.0wt% GO this transparency decreased considerably.
Description: O grafeno e seus derivados, devido a uma gama de propriedades físicas e químicas sem precedentes, tem atraído a atenção de pesquisadores que procuram a produção de materiais compósitos com propriedades singulares. Desta forma, tem sido estudada a incorporação de cargas de óxido de grafeno em polímeros e a sua influência sobre o comportamento mecânico, elétrico e térmico dos compósitos resultantes. Neste trabalho, apresentou-se a preparação e a influência da incorporação de óxido de grafeno (OG) em poli (álcool vinílico) (PVOH). Foram produzidos filmes de PVOH com a incorporação de 0,1% m/m, 0,5% m/m e 1% m/m de óxido de grafeno e estudado sua atuação como reforço mecânico. A estratégia envolveu a obtenção do óxido de grafite, a partir do pó de grafite, através do método de Hummers modificado. O método deu-se pela adição de ácido sulfúrico (H2SO4), permanganato de potássio (KMnO4) e peróxido de hidrogênio (H2O2), seguido pela esfoliação, através de ultrassom, do óxido de grafite em folhas de óxido de grafeno, e finalmente, a preparação dos nanocompósitos OG/PVOH por um método simples de mistura de solução. Os produtos sintetizados foram caracterizados por difração de raios-X, microscopia Raman, e termogravimetria. Para análise dos filmes de OG/PVOH foram feitos testes de tração e UV-vis. A termogravimetria mostrou que a solução de óxido de grafite sintetizada apresenta uma concentração homogênea. A difratometria de raios-X (DRX) evidenciou que o processo oxidativo do grafite precursor em óxido de grafite é bastante eficiente. A análise de tesnsão-deformação confirmou o aumento de resistência mecânica do filme polimérico com a incorporação de carga de óxido de grafeno; para a deformação não foi possível obter dados conclusivos. Na análise óptica foi observado um esbranquiçamento do filme durante o ensaio de tração, indicando um alinhamento das cadeias poliméricas e cristalização dos filmes. Os espectros de UV-vis, mostraram que o filme de PVOH puro apresentou, como esperado, uma alta transparência na região do visível, porém, para os filmes com 0,1% m/m, 0,5% m/m e 1% m/m de OG essa transparência diminuiu consideravelmente.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/1379
Appears in Collections:TCC - Bacharelado em Engenharia de Materiais (UACSA)

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