Síntese e caracterização de compósitos nanoestruturados a base de nanofolhas de grafeno quimicamente modificadas: preparação, estudo da estrutura e propriedades físico-químicas

Neste trabalho foi investigada a influencia do grupo tetraetilenopentamina (TEPA), covalentemente ligado as paredes do oxido de grafeno (GO), nas propriedades termicas e mecânicas de nanocompositos baseados em diglicidil eter de bisfenol A (DGEBA). As nanofolhas de GO-TEPA foram sintetizadas de forma rapida, em reacao assistida por radiacao de microondas. A mistura das nanocargas na resina epoxi foi realizada em moinho de rolos objetivando alcancar dispersoes homogeneas. A morfologia e as propriedades das nanofolhas de GO e GO-TEPA foram caracterizadas por microscopia eletronica de transmissao (MET) e varredura (MEV), microscopia de forca atomica (AFM), espectroscopia de fotoeletrons excitados por raios X (XPS), difracao de raios X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e espectroscopia Raman. Compositos contendo 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa de GO e GO-TEPA foram preparados e melhorias consideraveis no comportamento termico e mecânico desses materiais foram observadas. Os compositos produzidos foram caracterizados por MEV, calorimetria exploratoria diferencial (DSC), nanoindentacao, analise termica dinâmico-mecânica (DMA) e pelo metodo de flash laser. Medidas de nanoindentacao demonstraram aumentos significativos de ate 73% no modulo de Young e 140% na dureza para o composito contendo 0,5% em massa de GO-TEPA. As medidas de condutividade termica (CT) mostraram ganhos de ate 103% para os compositos em relacao ao polimero puro. O desempenho termico e mecânico dos compositos produzidos foi confirmado por medidas de DMA e por DSC que revelaram aumentos de ate 20oC em suas temperaturas de transicao vitrea (Tg). O bom desempenho termomecânico desses compositos dependeu fortememente do grau de esfoliacao e dispersabilidade das nanocargas na matriz polimerica, os quais estao associados a extensao da modificacao quimica das nanofolhas do grafeno.