Produção e caracterização de carbono vítreo monolítico a partir das resinas poliarilacetileno e furfurílica

Resumo

O carbono vítreo (CV) consiste em um material com características únicas e com propriedades específicas para aplicação em diferentes áreas. Devido à sua baixa massa específica (~1,5 g.cm-3), boas propriedades térmica e elétrica e elevada inércia química, o CV vem sendo utilizado no processamento de cadinhos para usos especiais, substratos para espelhos de primeira superfície, válvulas cardíacas, eletrodos, entre outros. As resinas fenólica e furfurílica são as resinas termorrígidas mais utilizadas no processamento deste tipo de material carbonoso, por possuírem teores de carbono fixo em torno de 40%. No entanto, estudos vêm sendo realizados na busca de polímeros com maior teor de carbono fixo, de modo a otimizar o processo de obtenção desse material carbonoso e, principalmente, diminuir a presença de poros e tensões residuais no CV. A resina poliarilacetileno (PAA) é uma alternativa vantajosa quando comparada às resinas anteriormente citadas, pois esta promove uma cura com baixa eliminação de voláteis e possui teor de carbono fixo em torno de 80%. Em função da crescente necessidade de se processar o carbono vítreo monolítico (CVM) com maior qualidade e elevado desempenho funcional, este projeto de pesquisa tem como objetivo sintetizar e caracterizar a resina PAA e, posteriormente, obter os parâmetros de cura da resina sintetizada na obtenção do CVM. Em paralelo, a síntese da resina furfurílica será aperfeiçoada visando a obtenção de artefatos em carbono vítreo que serão comparados com os obtidos com a resina PAA. A possibilidade de se obter propriedades excepcionais com o PAA para a aplicação do CV em sistemas sofisticados, como a área aeroespacial, faz com que o elevado custo da síntese desta resina seja vantajoso em relação às propriedades finais alcançadas. A compreensão da relação entre as estruturas das resinas poliméricas precursoras, a química da carbonização e as propriedades finais do material obtido, será fundamental para a otimização do processamento para aplicação do carbono vítreo em áreas estratégicas.