Análise dos métodos de precipitação e precipitação em emulsão na produção de masterbatch, para posterior obtenção de nanocompósitos de PA6/GNP. - Pereira, Mateus da Fonseca (My University, 2025)
The objective of this work was to develop polyamide 6 (PA6) masterbatches with different contents of graphene nanoplatelets (GNP), using the solution mixing technique and employing two different precipitation routes during the solvent removal step, the conventional precipitation and emulsion precipitation. The obtained masterbatches were diluted at 5% by weight in PA6 and used to produce PA6/GNP nanocomposites by melt mixing. The produced materials were characterized through mechanical, thermal, rheological, and morphological tests. The results revealed improvements in the mechanical properties of the PA6/GNP nanocomposites, specifically in tensile strength, flexural strength, and modulus of elasticity, with improvements up to 26.8%, 19%, and 30.3%, respectively. In dynamic mechanical analysis (DMA), most of the graphene samples showed a significant improvement in the storage modulus at 23°C and 100°C, they also showed increased values of heat deflection temperature (HDT). In summary, the results highlighted that the addition of graphene nanoplatelets and the choice of precipitation route are relevant to the properties of the studied nanocomposites. The precipitation route proved to be more attractive for improvements in mechanical and thermal properties, while the emulsion route offered rheological and thermal advantages. Therefore, the PA6/GNP nanocomposites have potential for applications requiring greater stiffness and tensile strength, as well as for high-temperature applications. [resumo fornecido pelo autor]
O objetivo deste trabalho foi desenvolver masterbatches de poliamida 6 (PA6) com diferentes teores de nanoplaquetas de grafeno (GNP), por meio da técnica de mistura por solução e empregando duas diferentes rotas de precipitação na etapa de remoção do solvente, a precipitação convencional e precipitação em emulsão. Os masterbatches obtidos foram diluídos em 5% em massa na PA6 e utilizados para a produção de nanocompósitos de PA6/GNP por mistura no estado fundido. Os materiais produzidos foram caracterizados por ensaios mecânicos, térmicos, reológicos e morfológicos. Os resultados revelaram melhoria em propriedade mecânica para os nanocompósitos de PA6/GNP, mais especificamente em resistência à tração, resistência à flexão e módulo de elasticidade com melhoria de até 26,8%, 19% e 30,3%, respectivamente. Na análise dinâmico-mecânica (DMA), a maioria das amostras com grafeno apresentaram melhoria significativa no módulo de armazenamento para 23°C e 100°C, também apresentaram aumento nos valores da temperatura de deflexão térmica (HDT). Em síntese, os resultados evidenciaram que a adição de nanoplaquetas de grafeno e a escolha da rota de precipitação possuem relevância nas propriedades dos nanocompósitos estudados. A rota de precipitação se mostrou mais atrativa para melhorias em propriedades mecânicas e térmicas, por outro lado a rota de emulsão ofereceu vantagem reológicas e térmicas. Sendo assim, os nanocompósitos de PA6/GNP possuem potencial para aplicações que exigem maior rigidez e tração, bem como aplicações em elevadas temperaturas. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Nanocompósitos (Materiais); Poliamidas; Precipitação (Química); Grafeno; Materiais - Propriedades mecânicas; Nanocomposites (Materials); Polyamides; Precipitation (Chemistry); Graphene; Materials - Mechanical properties