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Previous issue date: 2016-03-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The optical behavior of polymer systems with nanoparticles was studied in order to quickly assess the location of the nanoparticles in the immiscible polymer blend phases and interface using optical microscopy. The systems were
designed taking into consideration microrheological and optical requirements.
The morphology was a droplet-matrix phase, with particle size in the range of
the visible light. Polystyrene and polycarbonate were chosen according to the parameters previously established, forming blends PS/PC with 95/5 %wt. Hydrophobic and hydrophilic silicas were chosen as nanoparticles, which were added to the blends in amounts of 0,5% and 1%. The melt blending procedure
helped to set the nanoparticles at specific locations including within the dispersed phase, matrix phase and interphase. The morphology and the location of the nanoparticle were confirmed via transmission electron microscopy. The light scattering was measured via the normalized transmitted light intensity over temperature, overpassing the Tg of the two polymeric component. The PS/PC blends showed an increase in the light scattering,
following a sigmoidal shape, in the temperature range of PS and PC Tg’s. The addition of the nanosilica forming PS/PC/Nanosilica systems greatly reduces the light scattering, particularly above the Tg of the PS phase. The use
of hydrophilic nanosilica does not show any hysteresis upon comparing data from heating and cooling cycles. This type of silica stays mainly trapped within the PC particle, little interfering with the light scattering. On the other hand using hydrophobic nanosilica a clear hysteresis between heating and cooling portions is observed. The presence of the hydrophobic silica, located at the PS/PC
interphase, interfere with the light scattering intensity at this interface, and can be used to identify its presence. The proposed procedure can be used to fast control the mixing process, thus improving the effective action of the
nanoparticles in the final properties of the polymer systems. / O comportamento óptico de sistemas poliméricos contendo nanopartículas foi
estudado com o intuito de se promover uma rápida localização das nanopartículas nas diferentes fases e na interface de uma blenda polimérica imiscível através da microscopia óptica. Os sistemas foram elaborados
levando-se em consideração requisitos microrreológicos e óticos. A morfologia
escolhida neste estudo foi a de matriz/fase dispersa, com o tamanho da partícula dispersa na ordem do comprimento de onda luz visível. Poliestireno e policarbonato foram escolhidos de acordo os parâmetros previamente
estabelecidos, formando blendas PS/PC com composição 95/5. Nanosílicas, hidrofílica e hidrofóbica, foram escolhidas como nanopartículas, as quais foram adicionadas às blendas nos teores de 0,5% e 1%. O processo de mistura das blendas no estado fundido possibilitou a movimentação das nanopartículas
para a fase dispersa, matriz e interface, dependendo do tipo de sílica utilizada.
A morfologia e localização das nanopartículas foram confirmadas via microscopia eletrônica de transmissão. O espalhamento de luz foi medido via a intensidade normalizada de luz transmitida com relação à temperatura,
passando pelas Tg’s das fases poliméricas. As blendas PS/PC apresentaram aumento do nível de espalhamento de luz, seguindo um formato sigmoidal no intervalo de temperatura entre Tg’s do poliestireno e do policarbonato. A adição de nanosílica formando o sistema PS/PC/nanosílica reduziu consideravelmente
o nível de espalhamento de luz, especificamente acima da Tg da fase matriz de
PS. O emprego de nanosílica hidrofílica não apresentou o fenômeno de histerese durante os ciclos de aquecimento-resfriamento. Este tipo de sílica permanece em grande parte retida na fase minoritária PC, pouco interferindo
no espalhamento de luz. De forma diferente, com o emprego da nanosílica hidrofóbica, notou-se a ocorrência de histerese entre os ciclos de aquecimento e resfriamento. A presença da nanosílica hidrofóbica na interface PS/PC interferiu na intensidade do espalhamento de luz, sendo possível determinar sua localização na blenda. O sistema proposto permite um controle rápido do
processo de mistura, melhorando assim a ação efetiva das nanopartículas nas propriedades finais dos sistemas de poliméricos
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7981 |
| Date | 07 March 2016 |
| Creators | Johansen, Luis Henrique Balista |
| Contributors | Canevarolo Júnior, Sebastião Vicente, Canto, Leonardo Bresciani |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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