Obtenção de compósitos nanoestruturados PSU/nanotubos de carbono pela técnica de eletrofiação

Abstract

The nanostructured materials over the last decade have been increasing the variety of studies and research applications in many industries. From the understanding and manipulation of nanoscale is possible to obtain high-performance materials. One method, which has been very effective in obtaining of nanostructured composites, is the electrospinning, a technique that uses electrostatic forces to produce fibers from a polymer solution. By understanding and controlling of process conditions, such as solution viscosity, working distance, the velocity of the collector, applied voltage and others conditions, it is possible to obtain fibers in many different morphologies. This work aims to obtain nanostructured composites from polysulfone (PSU) a thermoplastic polymer with high oxidation resistance and good mechanical strength at high temperatures and carbon nanotubes (CNTs) that are excellent reinforcements for polymer materials, their mechanical resistance is greater than that of all known materials; using the electrospinning process via polymer solution. Were used polysulfone solutions, n,n-ndimetil acetamide (PSU / DMAc) and this same solution added of CNTs in order to obtain the nanofibers. In both cases were analyzed the effectiveness of the process from the analysis of fiber diameters, rheological behavior and infrared spectroscopy. The results obtained confirmed the efficiency of the electrospinning process to obtain polymeric fibers

Os materiais nanoestruturados desde a última década vêm conquistando uma grande variedade de estudos e pesquisas visando suas aplicações em diversos setores. A partir do entendimento e manipulação desta escala nanométrica é possível obter materiais de alto desempenho. Um processo que tem se mostrado muito eficiente na obtenção de compósitos nanoestruturados é a eletrofiação, técnica esta que utiliza forças eletrostáticas para produzir fibras a partir de um polímero em solução. Através do entendimento e controle de diversas condições de processamento, como por exemplo, viscosidade da solução, distância de trabalho, velocidade de rotação do cilindro coletor, voltagem aplicada, entre outras, é possível obter fibras de morfologias distintas. O presente trabalho tem como principal objetivo a obtenção de compósitos nanoestruturados a partir da polisulfona (PSU) um polímero termoplástico, com elevada resistência à oxidação e boa resistência mecânica mesmo a altas temperaturas e nanotubos de carbono (CNTs) que são excelentes reforços para materiais poliméricos, pois sua resistência mecânica é maior que a de todos os materiais já conhecidos; utilizando o processo de eletrofiação via solução polimérica. Foram utilizadas soluções de polisulfona e n,n-ndimetil acetamida (PSU/DMAc) e esta mesma solução adicionada de CNTs no intuito de obtenção das nanofibras. Em ambos os casos foram analisados a efetividade do processo a partir da análise dos diâmetros das fibras, comportamento reológico e espectroscopia no infravermelho. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência do processo de eletrofiação na obtenção de fibras poliméricas