Síntese de microestruturas de óxido de antimônio funcionalizadas com componentes orgânicos para produção de compósitos hidrofóbicos à base de PMMA

Abstract

In the last decades, hydrophobic materials (water repellent) have emerged as a promising bet for several segments of the industry. Various types of materials were manipulated in this sense. Among the possibilities, the production of polymeric composites with additives with nanostructures has been one of the most attractive. In this sense, functional microstructures of organic structures were synthesized for the production of the composite of micro- and nanostructures working in polymethylmethacrylate (PMMA). Sb2O3 microspheres and Sb2O4 microrods synthesized by the carbothermic reduction technique associated with the vaporsolid mechanism were functionalized with four different functionalizing: nonanoic acid, octyl alcohol, coconut oil and silane. PMMA-based composites were added with different mass functionalities of microstructures (1% and 3%). The results indicate that the functionalizing change the surface wettability; nonanoic acid and coconut oil present the best results reaching angles of up to 121°, which characterizes the distance from hydrophobic surfaces. The coconut oil functionalizing showed very promising results: the composites containing additive particles with this compound have contact angle adjustments of up to 112°, which indicates that coconut oil it can also be an excellent substitute for its abundance, its low cost and non-toxicity.

Nas últimas décadas, materiais hidrofóbicos (repelentes a água) têm surgido como uma aposta promissora para diversos segmentos na indústria. Diversos tipos de materiais têm sido manipulados nesse intuito. Dentre as possibilidades, a produção de compósitos poliméricos aditivados com nanoestruturas tem sido uma das mais atraentes. Nesse sentido, neste trabalho foram sintetizadas micro- e nanoestruturas de óxido de antimônio funcionalizadas com compostos orgânicos para produção de compósitos baseados em polimetilmetacrilato (PMMA). As microesferas de Sb2O3 e microbastões de Sb2O4 sintetizados por meio da técnica de redução carbotérmica associada ao mecanismo vapor-sólido foram funcionalizadas com quatro funcionalizantes diferentes: ácido nonanóico, álcool octílico, óleo de coco e o silano. Os compósitos à base de PMMA foram aditivados com diferentes concentrações de massa de microestruturas funcionalizadas (1% e 3%). Os dados obtidos indicam que os funcionalizantes alteram a molhabilidade das superfícies; ácido nonanóico e óleo de coco apresentaram os melhores resultados alcançando ângulos de até 121°, o que caracteriza a obtenção de superfícies hidrofóbicas. O funcionalizante óleo de coco também apresentou resultados muito promissores: os compósitos contendo partículas aditivadas com este composto alcançaram ângulos de contato de até 112°, o que indica que óleo de coco pode ser um excelente substituinte aos funcionalizantes convencionais dado sua abundância, seu baixo custo e sua não toxicidade.