Síntese e caracterização de nanocompósitos de poliuretano/ Ni-talco

Abstract

The growth of the polymer market leads to new application niches for these materials with present different properties when compared to the conventional ones, such as composites and nanocomposites, making key the search and the development of these products. Polyurethanes (PUs) are among the most versatile polymers in the world today. To improve the performance of a polyurethane, a common method is to incorporate fillers into the polymer, such as inorganic particles. Thus, this work proposes a study of obtaining and comparing PU nanocomposites by in situ polymerization using natural inorganic filler such as talc and synthetic talc (Ni-talc). The quantities defined Ni-talc were 0. 5%, 1%, 2%, 3% and 5% on the mass of polyurethane formed during the polymerization reaction. To follow the results of the technical Infrared Spectroscopy were used Fourier transform (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA), Gel Permeation Chromatography (GPC), dynamic mechanical analysis (DMTA), Microscopy Scanning Electron (SEM), Analysis of X-Ray Diffraction (XRD) and Analysis of Specific Surface Area (BET). The XRD results showed that intercalation of polymer matrix in the nanocomposites structure. The Ni-talc exhibited better thermal properties when compared to natural talc. The nanocomposites with 0. 5, 1 and 2% Ni-talc showed the best strain results in low deformation volues in relation to the pure PU, while the stress-strain results from natural talc nanocomposite shows higher strain values at higher deformation.

O crescimento do mercado de polímeros surge como novos nichos de aplicação para materiais com propriedades diferentes das existentes, tais como os compósitos e nanocompósitos, tornando fundamental a busca e o desenvolvimento destes produtos. Os poliuretanos (PU’s) estão dentre os polímeros mais versáteis no mundo atual. Para melhorar ainda mais o desempenho de um poliuretano, um método comum é a incorporação de cargas ao polímero, como as partículas inorgânicas. Desta maneira, este trabalho propõe um estudo de obtenção e de comparação de nanocompósitos de PU por polimerização in situ, usando como carga inorgânica talco natural e talco sintético (Ni-talco). As quantidades, definidas de Ni-talco, foram 0,5%, 1%, 2%, 3% e 5% em relação à massa de poliuretano formada durante a reação de polimerização. Na caracterização dos resultados foram utilizadas as técnicas de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA), Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), Análise Dinâmico Mecânica (DMTA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise de Difração de Raios-X (DRX) e Análise da Área Superficial Específica (BET). As análises de DRX mostraram que há formação de uma estrutura intercalada entre a matriz polimérica e as nanoparticulas. O Ni-talco mostrou melhores propriedades térmicas quando comparado com o talco natural. Os nanocompósitos com 0,5, 1 e 2% de Ni-talco mostraram os melhores resultados de tensão em baixas deformações que o PU puro, enquanto que os resultados de tensão-deformação do nanocompósito de talco natural mostraram valores de tensão superiores em deformações mais elevadas.