Resistência mecânica e térmica de compósitos reticulados de PVA/óxido de grafeno
Data
2019-12-19
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Resumo
PVA composite films with citric acid and graphene oxide were synthesized via drop casting
and crosslinked by heat treatment at 140° C for two hours. The influence of loads on
mechanical, thermal and optical properties were characterized by tensile tests,
thermogravimetry. and UV / VIS spectroscopy. The combined use of citric acid and
graphene oxide proved to be very effective in promoting an increase in mechanical strength
from 11.3 ± 1.4 MPa (pure PVA) to 37.1 ± 2.1 MPa (heat treated sample and 5% citric acid
and 0.5% graphene oxide). However, there was a reduction in the maximum deformation
from 333.0 ± 80.8% (pure PVA) to 84 ± 14%. The highest values obtained represent a 228%
increase in mechanical strength and a 56% reduction in maximum deformation. The thermal
stability of the films was analyzed by thermogravimetry; The addition of the fillers together
with the heat treatment resulted in an increase in the degradation temperature from 269 ° C
(pure PVA) to 325 ° C for the sample with 5% citric acid and 0.5 % graphene oxide. Optical
properties were investigated by UV / VIS spectroscopy where yellowing due to heat
treatment represented by a reduction in transmittance of 300-450 nm was observed.
Keywords: Composites. Graphene. Cross-linking
Descrição
Filmes compósitos de PVA com ácido cítrico e óxido de grafeno foram sintetizados via
drop casting, e reticulados por meio de tratamento térmico a 140 °C por duas horas. A
influência das cargas nas propriedades mecânicas, térmicas e ópticas foram
caracterizadas por meio de ensaios de tração, termogravimetria. e espectroscopia
UV/VIS. O uso combinado do ácido cítrico e do óxido de grafeno se mostrou bastante
eficaz ao promover um aumento na resistência mecânica de 11,3±1,4 MPa (PVA puro)
para 37,1±2,1 MPa (amostra com tratamento térmico e 5% de ácido cítrico e 0,5% de
óxido de grafeno). Ocorreu, porém, uma redução na deformação máxima de
333,0±80,8% (PVA puro) para 84±14% (amostra com tratamento térmico e 5% de ácido
cítrico e 0,5% de óxido de grafeno). Os maiores valores obtidos representam um
aumento de 228% na resistência mecânica e uma redução de 56% na deformação
máxima. A estabilidade térmica dos filmes foi analisada por termogravimetria;
constatou-se que a adição das cargas, juntamente com o tratamento térmico, provoca
um aumento na temperatura de degradação, que passou de 269 °C (PVA puro) para 325
°C para a amostra com 5% de ácido cítrico e 0,5% de óxido de grafeno. As propriedades
ópticas foram investigadas por meio de espectroscopia UV/VIS onde foi observado o
amarelamento decorrente do tratamento térmico representado por uma redução na
transmitância dos 300-450 nm.
Palavras-chave
Materiais compostos, Grafeno, Compósitos
Referência
SILVA, Felipe de Andrade OLiveira. Resistência mecânica e térmica de compósitos reticulados de PVA/óxido de grafeno. 2019. 17 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2019.