Materiais nanocompósitos multifuncionais formados entre nanotubos de carbono e látices poliméricos

Abstract

Resumo: O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e estudo de propriedades de materiais nanocompósitos multifuncionais formados por látices poliméricos (borracha natural e poli(estireno co-acrilato de butila)) e nanotubos de carbono (NTCs) preenchidos por espécies de ferro. No preparo dos nanocompósitos foram utilizadas dispersões aquosas partindo-se de NTCs com o tensoativo dodecil sulfato de sódio e NTCs previamente submetidos a um tratamento ácido (mistura de H2SO4/HNO3). Várias amostras foram preparadas contendo diferentes quantidades de NTCs (0,01-10% m.m-1). Os nanocompósitos foram caracterizados por micro-tomografia de raios X, microscopias eletrônicas de transmissão (MET) e varredura (MEV), microscopias de força atômica (AFM) e magnética (MFM), espectroscopias Raman e nfravermelho. As propriedadestérmicas, elétricas e mecânicas foram avaliadas respectivamente por TGA, medidas de resistividade pelo método de quatro pontas e ensaios tensão-deformação. Observou-se que a estruturação dos nanocompósitos preparados, principalmente os de borracha natural, está fortemente associada à concentração de NTCs adicionada, não havendo diferenças significativas ligadas ao tipo de modificação superficial a qual o nanotubo foi submetido. Por meio de imagens de AFM evidenciou-se uma boa adesão entre os NTCs e as matrizes poliméricas estudadas. A incorporação dos NTCs não alterou estruturalmente os polímeros. Graças à formação de redes de NTCs interconectados no interior da matriz, propriedades elétricas nos nanocompósitos tiveram incrementos bastantes significativos comparados aos polímeros puros. A formação de redes de nanotubos também é responsável pela maior resistência à sorção de solventes apresentada pelos nanocompósitos de borracha natural frente ao polímero puro. Foram observadas melhoras significativas nas propriedades mecânicas dos polímeros após a introdução dos nanotubos de carbono. Imagens de MFM confirmaram a natureza magnética dos nanocompósitos, propiciada graças à presença de espécies magnéticas no interior dos nanotubos utilizados, adicionando uma propriedade inédita para este tipo de material.