Estudo do uso de matrizes termoplásticas e cargas carbonáceas na obtenção de materiais compósitos multifuncionais

Descrição

A utilização de polímeros como matrizes poliméricas tem se intensificado. Quanto ao uso de matrizes, as termoplásticas têm apresentado resultados satisfatórios. Dentre estas matrizes, pode-se destacar o poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) e seus copolímeros, Hexafluorpropileno (HFP) e Polipropileno (PP) [1]. Misturas entre polímeros tem como objetivo melhorar suas propriedades físicas, obter grande versatilidade e propriedades diferentes daquelas dos individuais. Para a escolha dos componentes, é importante saber quais as propriedades são requeridas e quais polímeros podem exibir essas propriedades quando misturados [2].Contudo, os desafios ambientais relacionados ao uso excessivo de polímeros, têm impulsionado a busca por soluções mais sustentáveis, como por exemplo, a incorporação de polímeros provenientes de reciclagem em novas aplicações, contribuindo para a redução do consumo de materiais virgens e para a mitigação dos impactos ambientais. A busca por soluções sustentáveis e economicamente viáveis tem impulsionado o desenvolvimento de compósitos poliméricos com matérias-primas recicladas e aditivos de baixo custo. Nesse contexto, o polipropileno reprocessado/reciclado (PPrep), proveniente da reciclagem de resíduos industriais plásticos destaca-se como alternativa ao polímero virgem, promovendo benefícios ambientais e redução de custos juntamente com cargas carbonáceas, tais como o negro de fumo, grafeno e biochar. A combinação destes materiais apresentam aplicações multifuncionais, sendo uma das possíveis aplicações na agroindústria. Desta forma, este projeto de pesquisa tem como objetivo desenvolver materiais compósitos multifuncionais contendo cargas carbonáceas e matrizes termoplásticas. Dentre os polímeros selecionados tem-se o poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF), o qual é um polímero de engenharia, e o polipropileno (PP), que é classificado como commodity. As cargas têm como função, promover mudanças na estrutura cristalina, nas propriedades condutoras e consequentemente na resistência mecânica dos materiais. Para a obtenção dos materiais, será utilizado o método via fusão. Tal metodologia mostra-se promissora, no que tange as propriedades condutoras e de resistência mecânica, e também do ponto de vista tecnológico e ambiental, haja vista que este método permite na etapa de mistura, a obtenção de misturas homogêneas, não havendo a necessidade da presença de solventes. Devido a isso misturas utilizando fusão se torna então um método de grande interesse a ser investigado. Este projeto será coordenado pela proponente a qual é coordenadora do grupo de pesquisa (Materiais Compósitos e Sistemas Poliméricos Heterofásicos) (MCSPH) devidamente cadastrado no SIGAA. O projeto será desenvolvido no Laboratório de Nanotecnologia, Compósitos e Cerâmicas (LNanoC2) (DEQ/IT/UFRRJ) e em colaboração com o laboratório de misturas poliméricas e compósitos condutores (LMPCC) sediado na UFRJ. Ressalta-se ainda a experiência da proponente na preparação e caracterização de materiais compósitos poliméricos durante a sua Dissertação de Mestrado, Tese de Doutorado e Pós-doutorado. A experiência adquirida durante esses anos, especialmente na parte de propriedades elétricas, dielétricas e de propriedades mecânicas, além de aplicações específicas, tais como o estudo dos materiais atenuadores de radiação eletromagnética, permitiu que se tornasse colaboradora no desenvolvimento de uma patente voltada para este ramo de aplicação. A proponente foi contemplada com o auxílio financeiro para jovens pesquisadores, referente ao edital EDITAL 004/2023 PROPPG-UFRRJ e com o edital FAPERJ 23/2024 de Iniciação Científica (IC), nesta linha de pesquisa. Além disso, também é integrante de demais projetos tais como: Programa Redes de Pesquisa em Nanotecnologia no Estado do Rio de Janeiro (Rede de pesquisa cooperativa em materiais nanoestruturados e engenharia de dispositivos funcionais) (FAPERJ: E_02/2019). Materiais Hetero-fásicos e Nanoestruturados com aplicações em áreas estratégicas (FAPERJ: E_41/2022). Agricultura de Precisão: Mapeamento de pesticidas agrícolas em derivas utilizando sensores nanoestruturados Chamada CNPq/MCTI N 10/2023 UNIVERSAL. (CNPQ Processo 408001/2023-2). Mapeamento de derivas de pesticidas agrícolas empregando sensores nanoestruturados prototipados por impressão 3D e eletrofiação. (FAPERJ 12/2022), apresentando viabilidade de execução dos experimentos junto à UFRRJ.