Síntese de nanocompósitos de polipropileno/grafite obtidos por meio da polimerização in situ

Abstract

O trabalho de pesquisa está relacionado com a síntese de nanocompósitos de polipropileno contendo como nanocarga inorgânica o grafite. As lâminas de grafite em dimensões nanométricas foram obtidas por meio da esfoliação química, tratamento térmico e com banho de ultrasson, e foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX), no qual mostraram que esses tratamentos preservam as lâminas de grafite. A síntese dos nanocompósitos foi realizada por meio da polimerização in situ, utilizando o catalisador metalocênico Indenil e com diferentes quantidades de nanolâminas de grafite. Os nanocompósitos sintetizados foram caracterizados por MEV, TEM, DRX, espectroscopia RAMAN, Ressonância Magnética Nuclear (RMN), análise termogravimétrica (TGA), a por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), e as propriedades mecânicas por testes instrumentados de dureza (IHT). As imagens de MET mostraram uma boa distribuição e dispersão das nanolâminas na matriz polimérica. As micrografias de MEV indicaram a modificação da morfologia dos nanocompósitos. Os resultados indicaram que as nanolâminas de grafite influenciaram na temperatura de degradação dos nanocompósitos, mas sem uma tendência definida, e indicaram uma baixa cristalinidade, isotaticidade e baixo ponto de fusão, devido ao tipo de catalisador utilizado. As propriedades mecânicas apresentaram baixa resistência devido ao tipo de prensagem utilizado na preparação das amostras, e a formação de vazios que influenciaram negativamente nas propriedades.

The research work is related with the synthesis of nanocomposites of polypropylene containing graphite as inorganic load. The sheets of graphene in nanometer dimensions were obtained by means of the chemical exfoliation and thermal and ultrasound treatment, also was characterized by Scanning electron microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy. The analysis showed that the employed chemical and thermal treatments preserve the graphite sheets structure. The synthesis of the nanocomposites was carried through by means of the in situ polymerization using the indenyl metallocene catalysts and with different amounts of graphite nanosheets. The synthesized nanocomposites were characterized by SEM, TEM, XRD, Raman spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy (NRM), thermogravimetric analysis (TGA), the distribution of crystallinity for Differential Scanning Calorimetry (DSC), and the mechanical properties for instruments hardness test (IHT). TEM micrographics showed a good interaction and distribution of graphite nanosheets in polymer matrix. SEM micrographs indicated the modification of the morphology of the nanocomposites. The results indicated that the graphite nanosheets influenced in the degradation temperature of the nanocomposites, but without a definite trend, and they indicated low crystallinity, isotacticity and low melt point, due to the type of catalyzer used. The mechanical properties presented low resistance due to the type of pressed used in the sample preparation, and the formation of void that influenced negativity on the properties.