Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10923/7699
Type: masterThesis
Title: Nanotubos de titanatos e sua aplicação em matrizes de poliuretano
Author(s): Monteiro, Wesley Formentin
Advisor: Ligabue, Rosane Angélica
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Graduate Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Issue Date: 2015
Keywords: ENGENHARIA DE MATERIAIS
POLÍMEROS
POLIURETANOS
POLIMERIZAÇÃO
NANOCOMPÓSITOS
Abstract: A busca por melhorias nas propriedades de matrizes poliméricas tem sido motivo de muitos estudos. Entre estes, a aplicação de cargas inorgânicas tem apresentado resultados que evidenciam melhorias nas diversas propriedades dos polímeros. Dentro deste contexto insere-se este trabalho, que teve como objetivo principal a preparação de nanotubos de titanatos (NTT) e sua aplicação em nanocompósitos de poliuretano (PU). Para tanto, os NTT foram sintetizados partindo de TiO2 comercial na fase anatásio por método hidrotérmico. Após, estes NTT foram funcionalizados (NTTF) com hexametilenodiisocianato (HDI) e os compostos: aminopropil trimetoxisilano (APTMS) e tetraetil ortosilicato (TEOS) a fim de estudar a influência destas funcionalizações na interação da carga com a matriz polimérica. Os nanotubo de titanatos (NTT) e os nanotubos de titanatos funcionalizados (NTTF) foram caracterizados em relação as suas propriedades morfológicas e estruturais. Nanocompósitos de PU com TiO2, NTT e NTTF foram sintetizados, via polimerização in situ, e caracterizados por técnicas de FTIR, GPC, MEV, MET (somente os NTT), AFM, TGA, DSC e DRX. Os resultados mostraram que a síntese dos NTT pelo método hidrotérmico foi eficiente e obteve-se nanotubos formados por no mínimo 3 folhas empilhadas. Os NTTF funcionalizados com APTMS e TEOS apresentaram estruturas aglomeradas enquanto que com HDI houve afastamento dos nanotubos. A adição de NTT-HDI proporcionou um aumento da massa molar do polímero e maior mobilidade para a cadeia. Todos os nanocompósitos apresentaram maior estabilidade térmica (entre 330-340oC) que o PU padrão (325oC). Os nanocompósitos PU/NTTF apresentaram os maiores valores para as temperaturas de cristalização (≈ 6-10oC) comparado ao PU padrão (Tc=5oC), além das respectivas entalpias indicando que os NTTF aumentam a cristalinidade do poliuretano.
The search for improvements in the properties of polymer matrices has been the subject of several studies. Among these, the use of inorganic fillers has shown results that demonstrate improvements in many properties of the polymers. In this context, this study aimed to preparation of titanates nanotubes (TNT) and its application in polyurethane nanocomposites (PU). In order to the TNT were synthesized from commercial TiO2 in anatase phase by hydrothermal method. After, these TNT were functionalized (TNTF) with hexamethylene diisocianato (HDI) and silanes compounds: aminopropyl trimethoxysilane (APTMS) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) in order to study the interaction of the functionalizated charge with the polymer matrix. The titanates nanotubes (TNT) and titanates nanotubes functionalized (TNTF) were characterized regarding their morphological and structural properties. Nanocomposites of PU with TiO2, TNT and TNTF were synthesized, via in situ polymerization and characterized by FTIR, GPC, SEM, TEM (just NTT), AFM, TGA, DSC and DRX techniques. The results showed that the TNT synthesis by hydrothermal method was effective and was obtained nanotubes formed with a minimum of 3 staked sheets. The TNTF functionalized with APTMS and TEOS showed clustered structures whereas with HDI has a separation of nanotubes. The addition of TNT-HDI provided an increase of polymer molar weight. All nanocomposites showed higher thermal stability (between 330-340oC) than the pure PU (325oC). Nanocomposites PU/TNTF presented the highest values for crystallization temperature (≈ 6-10oC) when compared to pure PU (5oC), besides of its enthalpies, indicating that TNTF promote the increase of the polyurethane crystallinity.
URI: http://hdl.handle.net/10923/7699
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