Efeito da adição de nanoplacas de grafeno nas propriedades térmicas, reológicas, mecânicas, elétricas e superficiais de compósitos de polipropileno/talco visando aplicações para indústria automotiva
Data
2022-11-11
Autores
Sarturato, Ana Carolina [UNIFESP]
Orientadores
Passador, Fabio Roberto [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Compósitos de polipropileno (PP) e talco são extensivamente utilizados na indústria
automotiva, no entanto a demanda cada vez maior por materiais mais eficientes e com
menor impacto ambiental faz necessária a adição de novos reforços, como nanoplacas
de grafeno (GNP). A baixa massa específica das GNP permite a produção de peças mais
leves, o que auxilia na redução de emissão de carbono dos automóveis e abre espaço
para oportunidades para o uso de tecnologias limpas, como é o caso de veículos elétricos.
Além disso, a alta condutividade térmica deste material pode levar à redução de tempos
de ciclo de injeção, resultando em menor consumo de energia; e sua alta performance
mecânica eleva as propriedades finais dos compósitos permitindo a redução no teor de
reforços utilizados. Neste trabalho, compósitos de PP/talco (80/20) foram avaliados com
a adição 1, 3, 5 e 7% em massa de GNP por meio do método de extrusão e moldagem
por injeção. Avaliação morfológica (microscopia eletrônica de varredura - MEV), térmica
(calorimetria diferencial de varredura - DSC), reológica (viscosidade complexa e índice
de fluidez – MFI), mecânica (tração, resistência ao impacto Izod e dureza Shore D),
elétrica, eletromagnética e superficial (ensaio de molhabilidade e Dyne Inks) foram
realizadas em todas composições para estudar o efeito das GNP no compósito PP/talco.
A avaliação térmica revelou que a inclusão das GNP no compósito de PP/talco ocasionou
um incremento de 2°C na temperatura de cristalização (Tc), porém sem alteração no
percentual de cristalinidade. A adição das GNP também levou a uma redução linear no
MFI das amostras, chegando a uma diminuição de mais 70% com a inclusão de 7% em
massa de GNP. Percolação reológica foi observada com a adição de 7% em massa de
GNP e o aumento de GNP resultou em um comportamento "pseudosólido" do material.
A adição dos teores de 5 e 7% em massa de GNP levaram a aumentos de
aproximadamente 5 e 3% no módulo elástico e dureza, respectivamente. Medidas de
condutividade elétrica mostraram que os teores de GNP testados geraram melhoria
nessa propriedade, porém sem atingir limiar de percolação. Os teores testados de GNP
levaram a leves melhorias nas propriedades superficiais, porém não suficientes para
otimização do processo de pintura de peças plásticas.