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Previous issue date: 2014-02-21 / Universidade Federal de Minas Gerais / Aiming to overcome the performance of polymers, a new class of hybrid materials has emerged by the fillers insertion into polymeric matrices. In this sense, silica nanoparticles with a diameter of 250 nm were modified by the silane agente, 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, and covered by a polymeric shell of styrene-divinylbenzene copolymer, in order to improve the silica dispersion in the carboxylated nitrile rubber (XNBR) and to understand the inorganic/organic interface. The nanocomposites were prepared by the colloidal route, dried and deployed as self-sustained films. Further, they were characterized by structural, morphological, thermical and dynamicalmechanical analysis. The surface modification of silica was effective and the thickness of polymeric shell was controlled by the time of the polymerization reaction and monomers concentration. The surfactant sodium dodecyl sulfate, used as nanoparticles dispersant, changed the thermal and mechanical performance of nanocomposites, since it probably remained organized in the polymer matrix. The nanocomposites showed to have interaction between their components, which may have been especially promoted by the carboxylate groups from XNBR, resulting in materials thermally more stables. The final materials presented a mass fractal system and the formation of coacervates, which resulted in similar thermal capacity of XNBR, lower loss and storage modulus, reduced tan δ and activation energy for the relaxation process, which are typical of materials that present good interfacial interaction between the inorganic nanoparticles and the polymeric matrix. / Para superar o desempenho dos polímeros, uma nova classe de materiais híbridos emergiu pelo controle da inserção de preenchimentos em matrizes poliméricas. Nesse contexto, nanopartículas de sílica com diâmetro de 250 nm foram modificadas pelo agente 3-(trimetoxisil)propil metacrilato e recobertas com uma capa polimérica do copolímero de estireno-divinilbenzeno, com o intuito de melhorar a dispersão da sílica na borracha nitrílica carboxilada comercial (XNBR) e compreender a interface nanopartícula inorgânica/polímero orgânico. Os nanocompósitos foram preparados por meio da rota coloidal, secos na forma de filmes autossustentados e caracterizados por análises morfológicas, estruturais e também quanto ao seu comportamento térmico e dinâmico-mecânico. As modificações superficiais da sílica foram eficientes e a espessura da casca polimérica foi controlada pelo tempo de polimerização e concentração dos monômeros. A utilização do surfactante dodecil sulfato de sódio como dispersante das nanopartículas mostrou influenciar no desempenho térmico-mecânico e na estrutura dos nanocompósitos, possivelmente porque manteve-se organizado na matriz polimérica. Os nanocompósitos apresentaram interações entre as nanopartículas e a matriz polimérica, provavelmente por meio dos íons carboxilatos, que resultaram em um ganho na estabilidade térmica. Pode-se observar em todos os nanocompósitos a formação de um sistema massa fractal e de coacervados, que resultaram em capacidade térmica similar a do XNBR puro, menores módulos de perda, de armazenamento, tan δ e reduzidas energias de ativação para o processo de relaxação, característicos de materiais que apresentam uma interação interfacial entre seus componentes inorgânicos e matriz polimérica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6581 |
| Date | 21 February 2014 |
| Creators | Sala, Renata Lang |
| Contributors | Camargo, Emerson Rodrigues de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| 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:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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