Obtenção e estudo da estruturação de nanocompósitos híbridos baseados em copolímeros em bloco para aplicação em supercapacitores

Resumo

Este projeto de pesquisa de doutorado apresenta como proposta a obtenção de nanocompósitos híbridos baseados em copolímeros em bloco (CB) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) para serem aplicados em supercapacitores. Serão utilizados copolímeros de estireno com butadieno, o SBS e o SEBS, cujos blocos da fase de poliestireno exibem morfologias distintas: lamelares (para o SBS) e cilíndricas (para o SEBS), ambas com dimensões nanométricas. Os nanocompósitos serão obtidos através de mistura no estado fundido por extrusão; posteriormente, serão processados por moldagem por injeção e o seu potencial para serem utilizados como supercapacitores será avaliado por medidas elétricas de condutividade e espectroscopia de impedância. A influência das variáveis de processamento em suas micro/nanoestruturas e na orientação, tanto dos domínios dos blocos quanto dos MWCNT, serão estudadas e comparadas por raio X de alto e de baixo ângulo (WAXS e SAXS), espectroscopia do infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET). A processabilidade, o comportamento termo-mecânico e reológico destes novos sistemas também serão caracterizados e avaliados. O estudo permitirá uma correlação entre a estruturação desenvolvida por estes novos sistemas e as condições de processamento visando a obtenção dos arranjos mais adequados para a produção de nanocompósitos com maiores constantes e permissividades dielétricas, menores índices de perdas de energia e melhores processabilidades. Em uma 2ºetapa, pretende-se explorar a técnica de polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) em conjunto com a "alto-montagem" de CB com o intuito de criar maiores afinidades seletivas entre MWCNT e os blocos dos copolímeros, o que poderia ser ainda mais promissor em termos de propriedades de supercapacitância. Esta etapa será realizada em cooperação e parceria com a Cornell University, na forma de um doutorado sanduiche a ser requisitado em etapas futuras deste projeto por meio da Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE). (AU)