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Previous issue date: 2015-07-03 / Comparados aos comp?sitos convencionais, os nanocomp?sitos de matriz polim?rica apresentam tipicamente ganhos de propriedades com uma fra??o de volume de fase dispersa significativamente menor. Estudos publicados na literatura indicam que a adi??o de nanosilicatos pode aumentar a resist?ncia ? propaga??o de chamas de pol?meros. Neste trabalho, um processo de tratamento de argila nanom?trica do tipo montmorilonita (MMT) e o efeito da sua adi??o na propaga??o de chamas da resina estervin?lica foram estudados. A pesquisa foi desenvolvida em duas etapas. A primeira consistiu na purifica??o e ativa??o da argila coletada de uma jazida natural para permitir a sua compatibiliza??o com a resina polim?rica. Uma modifica??o da argila com acetato de s?dio foi tamb?m estudada para melhorar a dispers?o do particulado no pol?mero. A etapa seguinte focou no estudo do efeito da adi??o da argila tratada nas propriedades dos nanocomp?sitos. Nanocomp?sitos com percentuais de argila de 1%, 2%, 4% em massa foram processados. Na caracteriza??o da argila utilizaram-se as t?cnicas de fluoresc?ncia de raios X (FRX), difra??o de raios X (DRX), termogravimetria (TG), calorimetria explorat?ria diferencial (DSC), an?lise de ?rea superficial (BET) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Na caracteriza??o dos nanocomp?sitos foram utilizadas as t?cnicas de termogravimetria (TG), calorimetria explorat?ria diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho (FTIR), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET), al?m da determina??o da resist?ncia ? tra??o, m?dulo de elasticidade e resist?ncia ? propaga??o de chamas. De acordo com os resultados obtidos, o tratamento de purifica??o e ativa??o da montmorilonita desenvolvido neste trabalho com secagem da argila por liofiliza??o mostrou-se eficiente para promover sua compatibiliza??o e dispers?o na matriz polim?rica como comprovado pela caracteriza??o dos nanocomp?sitos. Observou-se ainda que a modifica??o da argila por meio de acetato de s?dio n?o produziu impacto significativo como compatibilizante da argila com o pol?mero. A adi??o da MMT tratada resultou em uma redu??o de at? 53% na velocidade de propaga??o de chama do pol?mero e n?o produziu altera??o na resist?ncia mec?nica ? tra??o e m?dulo de elasticidade do pol?mero, o que indica compatibiliza??o entre argila e pol?mero. A efici?ncia na redu??o de velocidade de propaga??o de chamas atingiu um pico para os nanocomp?sitos com 2% de argila, indicando ser este o valor ?timo de concentra??o de argila para esta propriedade. Em resumo, o tratamento de argila montmorilon?tica desenvolvido neste trabalho permite a produ??o de nanocomp?sitos de matriz estervin?lica com propriedade de retardo de propaga??o de chamas sem comprometimento de suas propriedades mec?nicas / Compared to conventional composites, polymer matrix nanocomposites typically
exhibit
enhanced
properties
at
a
significantly
lower
filler
volume fraction. Studies published
in the literature indicate t
hat the addition of nanosilicate
s can increase
the
resistance to flame
propagation
in
polymers. In this
work,
a
treatment
of
montmorillonite
(MMT)
nano
clay
and
the effect of its ad
dition o
n flame
propagation
characteristics
of
vinyl
ester
were
studied. The
resea
rch was conducted in two stages.
The first
stage
focused on the
purification and
activation
of
the
MMT
clay
collected from a natural deposit
to
improve
compatibility
with
the
polymer
matrix
. Clay modification with sodium acetate was
also
studied to
improve
particle
dispersion in the
polymer.
The
second
step
was
focused on the
effect
of
the addition of
the
treated
clay on
nanocomposites
?
properties.
Nanocomposites
with
clay
con
tents
of 1, 2, 4
wt.
%
were processed.
T
he techniques
for
the characterization of the clay
included
X
-
ray
fluorescence
(XRF), X
-
r
ay d
iffraction (XRD),
thermogravimetric a
nalysis
(TGA), d
ifferential
scanning c
alorimetry (DSC)
,
s
urface area (BET) and
Fourier
transform infrared spectroscopy
(FTIR).
For t
he characterization of
the
nanocomposites
,
the techniques
used were
thermogravimetric a
nalysis
(TGA)
, differential scanning c
alorimetry (DSC),
Fourier
transform infrared spectroscopy
(FTIR)
, scanning electron mi
croscopy (SEM), transmission
electron m
icroscopy (TEM), and the determination of
tensile
strength, modulus of elasticity
and resistance to flame propagation. According to the results, the
purification and
activation
treatment
with freeze
-
drying
used
in thi
s work
for the
montmorillonite
clay
was efficient to
promote compatibility and dispersion in the polymer
matrix
as evidenced by the
characterization of
the
nanocomposite
s
.
It was also observed that the
clay modifica
tion
using
sodium acetate did not produce
any significant effect
to improve compatibilization
of the
clay
with the polymer.
The addition of the
treated
MMT resulted in a reduction of up to 53% in
the polymer flame propagation speed and
did not affect
the mechanical tensile strength and
modulus o
f elas
ticity of the polymer, indicating
compatibility between the clay and polymer.
The effectiveness in reducing flame propagation
speed
peaked for nanocomposites with
2
wt.
% clay, indicating that
this
is
the
optimum
clay concentration for this property.
T
he
clay treatment
used
in this work enables
the production of
vinylester
matrix nanocomposites
with
flame
-
retardancy properties
.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/20259 |
| Date | 03 July 2015 |
| Creators | Ferreira, Evans Paiva da Costa |
| Contributors | 46660640444, http://lattes.cnpq.br/6572298923055649, Barbosa, Ana Paula Cysne, 04561659676, http://lattes.cnpq.br/3718650566004689, Paskocimas, Carlos Alberto, 06296687877, http://lattes.cnpq.br/2365059843175411, Medeiros, Eliton Souto de, 02381705430, http://lattes.cnpq.br/7096228449228489, Costa, Tharsia Cristiany de Carvalho, 02682732437, http://lattes.cnpq.br/4222594679769828, Melo, Jos? Daniel Diniz |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM CI?NCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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