Estudo das propriedades tribológicas de nanocompósitos de poliuretano termoplástico e grafeno
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Data
2024-10-28
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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
No presente trabalho, foi desenvolvido um nanocompósito por meio da incorporação de grafeno multicamadas (mG) ao poliuretano termoplástico (TPU) via extrusão, de modo a obter um nanocompósito com desempenho tribológico superior ao TPU puro. O estudo investigou o comportamento tribológico do nanocompósito, correlacionando-o com suas propriedades mecânicas, reológicas e sua morfologia. Para isso, foram produzidos nanocompósitos de TPU e mG com frações mássicas de 0,1%, 0,25%, 0,5%, 1% e 2%, os quais foram caracterizados por técnicas como microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaio de tração, análise dinâmica-mecânica (DMA), e reometria. Os resultados indicaram que a incorporação de mG melhorou significativamente as propriedades tribológicas dos nanocompósitos, especialmente nas frações mássicas de 0,1% e 0,25% de mG, onde foram observadas reduções no coeficiente de atrito e no volume desgastado. Além disso, as análises reológicas mostraram que as menores concentrações de mG favoreceram a mobilidade das cadeias poliméricas, resultando em uma redução na viscosidade do material. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos também foram impactadas positivamente pelas frações de 0,1% e 0,25% de mG, que exibiram um aumento na capacidade de absorção de energia com o aumento da temperatura, em comparação ao TPU puro. Essas mesmas concentrações de grafeno também promoveram maior deformação nos ensaios de tração que corroboram com a baixa formação de aglomerados e poros apresentados no MEV. Estes resultados sugerem que as concentrações de 0,1% e 0,25% de grafeno multicamadas são ideais para melhorar o desempenho de nanocompósitos de TPU em aplicações que exigem elevada resistência ao desgaste.
Descrição
Palavras-chave
Poliuretanos, Grafeno, Nanocompósitos (Materiais), Tribologia