Estudo do efeito da funcionalização de materiais carbonosos para a produção de nanocompósitos de PEAD para aplicações aeroespaciais

• Processo: 19/23844-6
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de julho de 2020
• Vigência (Término): 30 de junho de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Luciana de Simone Cividanes Coppio
• Beneficiário: Thais Cardoso de Oliveira
• Instituição-sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/06899-1 - Produção de nanofibras de celulose bacteriana/GO-quitosana por forcespinning®, BE.EP.MS
• Assunto(s): Química de materiais Nanotubos de carbono Funcionalização Grafenos Nanocompósitos

Resumo

No setor aeroespacial, o polietileno de alta densidade (PEAD) tem sido amplamente utilizado como barreira de raios cósmicos galácticos e solares. Entretanto, o PEAD deve ser reforçado para alcançar uma resistência mecânica adequada para este propósito. Reforços em escala nanométrica, como nanotubos de carbono (CNTs) e óxido de grafeno (GO), podem ser incorporados em matrizes de PEAD para melhorar as propriedades mecânicas da matriz, em especial quando funcionalizados com grupos químicos apolares. Porém, ainda não está claro na literatura como estes reforços podem ser funcionalizados e adicionados nas matrizes de PEAD de forma homogênea e com boa adesão na interface reforço/polímero. Desta forma, o objetivo deste projeto é estudar, seguindo um planejamento de experimentos, a influência de diferentes proporções de CNT e GO, ambos funcionalizados com cadeias de alcano (octilamina), nas propriedades finais de nanocompósitos a base de PEAD, preparados através de agitação mecânica do polímero fundido com os reforços, e moldados por compressão. As propriedades de adesão na interface e homogeneidade, assim como a influência dos reforços na cristalização do polietileno e nas propriedades mecânicas finais serão estudadas. Por fim, as melhores amostras serão submetidas a medidas experimentais de transmissão da radiação gama para o cálculo dos coeficientes de atenuação, para avaliar suas propriedades de blindagem contra raios cósmicos. A correlação entre estas informações permitirá estudar melhor a interação CNT/GO/PEAD, além de permitir a otimização do processamento do compósito para alcançar um reforço mecânico adequado para as aplicações finais. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE OLIVEIRA, THAIS C.; FERREIRA, FILIPE V.; DE MENEZES, BEATRIZ R. C.; DA SILVA, DIEGO M.; DOS SANTOS, ALAN S.; KAWACHI, ELIZABETE Y.; SIMONETTI, EVELYN A. N.; CIVIDANES, LUCIANA S.. Engineering the surface of carbon-based nanomaterials for dispersion control in organic solvents or polymer matrices. SURFACES AND INTERFACES, v. 24, JUN 2021. (17/02846-5, 19/13723-7, 19/23844-6)

DOS SANTOS, ALAN SILVA; OLIVEIRA, THAIS CARDOSO; RODRIGUES, KARLA FAQUINE; COUTINHO SILVA, AMANDA ALVARENGA; LAUER COPPIO, GUSTAVO JOSE; DA SILVA FONSECA, BEATRIZ CARVALHO; NUNES SIMONETTI, EVELYN ALVES; CIVIDANES, LUCIANA DE SIMONE. Amino-functionalized carbon nanotubes for effectively improving the mechanical properties of pre-impregnated epoxy resin/carbon fiber. Journal of Applied Polymer Science, v. 138, n. 46, JUL 2021. (19/13723-7, 19/23844-6)