Avaliação do comportamento dinâmico mecânico de compósitos nanoestruturados de PEI/MWCNT/fibras de carbono

Abstract

Nanotechnology is a recent area of knowledge that has enabled technological advances in materials development with better features for that they doesn't have only mechanical weight support function but also the integration of functions allied with mechanical resistance such as thermal and electrical functions, resulting in multifunctional materials. In this context the nanostructured polymer composites present greater advantages compared to tradicional composites, since the high surface area increases the interaction between reinforcement and matrix promoting the improvement of the mechanical, thermal and electrical properties. In this work, thin films with and without: 1%, 0,75%, 0,50% and 0,25% MWCNT (multi walled carbon nanotubes) addiction were preparated by mixing technique in solution. Then, the processing PEI and PEI/MWCNT composites reinforced with carbon fiber was performed from the hot compression molding technique. Thermally the processed composites were evaluated by the techniques of Thermogravimetry (TGA) and Differential Exploration Calorimetry (DSC). Afterwards, the impulse excitation test and Dynamic-Mechanical Analysis (DMA) were performed in order to evaluate the influence of the addition of carbon nanotubes. Based on thermal analysis of thermogravimetry (TGA) performed, there was an improvement in the thermal stability of the material. From the analysis of the micrographs obtained from the SEM it was possible to evaluate that the dispersion of the nanorefractions with addiction of 0,25% and 1% in the polymeric matrix showed better results. Finally, based on the dynamic-mechanic analysis (DMA) performed on the PEI/MWCNT composites, an improvement in the viscoelastic properties of the materials was observed, mainly in the composite with addiction of 0,25% and 0,50% of MWCNT that contributed for better adhesion factors (A), B, C and the entanglement (N)

A nanotecnologia é uma área recente do conhecimento que possibilitou avanços tecnológicos no desenvolvimento de materiais com características superiores para que não tenham somente a função de suporte mecânico do peso, mas também a integração de funções aliada a resistência mecânica como funções térmicas, elétricas, entre outras, originando os materiais multifuncionais. Dentro deste contexto os compósitos poliméricos nanoestruturados apresentam maiores vantagens em relação aos compósitos tradicionais, uma vez que a elevada área superficial das nanopartículas aumentam a interação entre reforço e matriz promovendo a melhoria das propriedades mecânica, térmica e elétrica. Neste trabalho, filmes finos com e sem adição de: 1%, 0,75%, 0,50% e 0,25% de MWCNT (nanotubos de paredes múltiplas) foram preparados via técnica de mistura em solução. Em seguida, o processamento dos compósitos de PEI e PEI/MWCNT reforçados com fibra de carbono foi realizado a partir da técnica de moldagem por compressão a quente. Termicamente os compósitos processados foram avaliados pelas técnicas de Termogravimetria (TGA) e Calorimetria Explorátória Diferencial (DSC). Posteriormente, o ensaio de excitação por impulso e Análise Dinâmico-Mecânica (DMA) foram realizados a fim de se avaliar a influênia da adição de nanotubos de carbono. Com base na análise térmica de termogravimetria (TGA) realizada, verificou-se uma melhoria na estabilidade térmica do material. A partir das análises das micrografias obtidas do MEV foi possível avaliar que a dispersão dos nanoreforços com adição de 0,25% e 1% na matriz polimérica apresentaram melhores resultados. Por fim, com base na análise dinâmico-mecânica (DMA) realizada nos compósitos PEI/MWCNT, verificou-se uma melhoria nas propriedades viscoelásticas ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)