Xerogéis de carbono são materiais obtidos normalmente pelo método sol-gel, metodologia que permite a obtenção de características específicas, como elevada área superficial, a partir da modificação dos parâmetros de síntese. O objetivo desse trabalho foi produzir um material de carbono poroso a partir do divinilbenzeno para aplicação como protetor térmico para reentrada atmosférica de espaçonaves e satélites. Para obtenção do maior volume de poros nos materiais finais, utilizou-se um planejamento fatorial em duas rotas sintéticas, analisando os seguintes parâmetros: porcentagem de DVB, temperatura e tempo de envelhecimento. O planejamento de composto central utilizado permitiu avaliar a influência dos parâmetros de síntese e suas interações no volume de poros dos xerogéis orgânicos. Determinou-se, assim, que os melhores materiais foram obtidos com 6% do precursor DVB, 10 dias de envelhecimento e 45oC para a síntese DVB-SnCl4 e 55oC para a DVB-Per. As caracterizações permitiram avaliar as modificações químicas, físicas e estruturais que ocorrem após os processos de secagem do gel, e carbonização dos xerogéis orgânicos. Com a espectroscopia no IR foi verificada a eliminação do solvente após a secagem e indicou a quebra das ligações entre carbono e hidrogênio. A espectroscopia Raman confirmou a existência dessas duplas ligações pela presença das bandas D e G nas amostras de xerogéis de carbono. Esses mesmos resultados de Raman, em conjunto com os dados de Difração, permitem afirmar que existe certo grau de ordenação do carbono, após o processo de carbonização, na síntese DVB-SnCl4, enquanto para a síntese DVB-Per o material apresentou apenas carbonos amorfos. As análises térmicas indicaram que os xerogéis de carbono são termicamente estáveis, já que não apresentaram alteração nas massas e nos fluxos de calor com a variação de temperatura. As micrografias obtidas permitiram visualizar a presença de cadeias reticuladas e poros para o xerogel orgânico da síntese DVB-SnCl4, enquanto para o da síntese DVB-Per verificou-se apenas rugosidade. Já nas micrografias dos xerogéis de carbono de ambas as sínteses, foi possível ver um grande volume de poros. As voltametrias indicam uma área superficial superior para a rota de síntese DVB-SnCl4, uma vez que seu coeficiente angular foi superior ao apresentado na síntese DVB-Per. Com todos os resultados obtidos, o material se mostra promissor para aplicação como protetor térmico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:agregador.ibict.br.BDTD_ITA:oai:ita.br:3247 |
| Date | 03 July 2015 |
| Creators | Alyne Cristina Lamy Mendes |
| Contributors | Luiz Claudio Pardini, Elizabete Yoshie Kawachi |
| Publisher | Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA, instname:Instituto Tecnológico de Aeronáutica, instacron:ITA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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