Tesis
Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos
Fecha
2020-02-28Registro en:
ROCHA, Charles de Assis Oliveira. Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos. 2019. xviii, 76 f., il. Tese (Doutorado em Engenharia de Sistemas Eletrônicos e Automação)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Autor
Rocha, Charles de Assis Oliveira
Institución
Resumen
Sensores a base de filmes poliméricos têm recebido grande atenção nos últimos anos devido
ao seu custo relativamente baixo e à diversidade de aplicações que oferecem. Além
da possibilidade de miniaturização, polímeros oferecem vantagens em relação aos materiais
tradicionalmente usados tais como, o fato de serem notavelmente flexíveis, apresentarem
facilidade de processamento e relativa biocompatibilidade.
O presente trabalho descreve um método de preparo da mistura entre poli (fluoreto de vinilideno)
- PVDF e dihidrogenofosfato de potássio - KDP, ambos ferroelétricos e piezoelétricos.
O primeiro deles é um polímero semicristalino e o segundo é um sal inorgânico. Investiga-se
a possibilidade de que cristais de KDP, dispersos em uma matriz de PVDF, possam melhorar
as propriedades microestruturais e dielétricas do PVDF. Sob esse pretexto, PVDF e KDP
foram dissolvidos em água/dimetilformamida (DMF) a 60 C. As misturas foram depositadas
em placas de petri, por derramamento, para obtenção de filmes do compósito e enfim
depositadas em estufa, também a 60 C, para secagem e cristalização. A fim de caracterizar
os filmes obtidos foram utilizadas várias técnicas tais como Espectroscopia de Raios-X
com Dispersão em Energia (EDS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração
de Raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR)
e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). Estimativa baseada na equação de Scherrer
previram o tamanho dos cristalitos de KDP na ordem da nano-escala. Os exames dos espectros
de DRX mostraram alterações na cristalinidade dos filmes em função do teor de KDP.
Os exames por DSC confirmaram tais alterações e apontaram a concentração de 0,5 % em
massa de KDP como um ponto ótimo de cristalinidade do compósito. O FT-IR confirmou a
possibilidade de ajustar a intensidade dos picos de fase alfa ( ) e beta ( ) no polímero através
dos adição de água e KDP. Finalmente, a constante dielétrica, a condutividade elétrica e
o fator de perda dielétrica dos novos materiais à temperatura ambiente foram determinados.