Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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Navegando Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais por Orientador(a) "Bertholdo, Roberto"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Estudo da resina fenólica fenol/formaldeído e sua aplicação como matriz na preparação de nanocompósitos poliméricos contendo nanotubos de carbono
    (Universidade Federal de Alfenas, 2015-01-29) Renda, Carmen Greice; Bertholdo, Roberto; Schnitzler, Mariane Cristina; Marques, Rodrigo Fernando Costa
    O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e estudo das propriedades de materiais nanocompósitos, formados por resina fenólica (fenol-formaldeído) e nanotubos de carbono (NT) com camadas múltiplas (MWCNTs). No preparo dos nanocompósitos a matriz foi polimérica, sendo sintetizados dois conjuntos de resinas fenólicas, com variações nas razões molares e nas concentrações [H+]. As amostras foram caracterizadas por Espectroscopia Infravermelho, com Reflectância Total Atenuada (FT-IR–ATR), FT-IR-ATR com aquecimento in situ, 13C-RMN e Análise Termogravimétrica (TGA), Difração de Raios-X (DRX) e Espectroscopia Raman dos resíduos de TGA, comprovando que a amostra 1 mol fenol: 3 mols formaldeído, com catalisador na razão 3,2M (1phe:3form_3,2M) deveria ser utilizada para introdução dos NT. Os NT foram oxidados e funcionalizados com organossilano APTES (3-aminopropil-tri-etoxisilano) melhorando sua dispersão na matriz, caracterizados por Raman e DRX. Várias amostras foram preparadas contendo porcentagens diferentes de NT (0,3 a 2,5% com relação ao fenol). Os nanocompósitos foram caracterizados por FT-IR – ATR, evidenciando que incorporação dos NT não alterou estruturalmente os polímeros. Também através de TGA comprovou-se que o comportamento térmico dos nanocompósitos contendo NT melhorou. A DRX dos resíduos de TGA comprovou que graças à formação de redes de NT interconectados no interior da matriz, a amostra contendo maior quantidade de NT, diminuiu a perda de massa em cerca de 10%, quando comparada ao polímero puro, o que provavelmente também propiciará menor incidência de fumaça e resultados significativos na proteção térmica de outros materiais. A adição do NT interferiu na viscosidade final do pré-polímero e consequentemente na cura do polímero. Com a realização da Espectroscopia Raman feita nos resíduos de TGA das amostras puras e dos nanocompósitos, foi possível verificar que as Razões ID/IG destes, são próximas as dos NT funcionalizados e a do grafite, tendo a possibilidade deste polímero ser precursor polimérico de carbono.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Síntese e caracterização de vidros silicatos binários SiO2-MoO3 obtidos através do método sol-gel
    (Universidade Federal de Alfenas, 2014-02-27) Moreno, Marina Gomes Murta; Bertholdo, Roberto; Cassanjes, Fabia Castro; Ribeiro, Sidney José Lima
    Neste trabalho foi estudado o sistema vítreo binário SiO2-MoO3 preparado pelo método sol-gel. As vantagens da utilização do método sol-gel em relação ao método tradicional de fusão seguido de choque térmico deve-se ao fato de que a utilização dos precursores já no estado líquido pode levar à formação de vidros mais homogêneos à temperatura ambiente. Em adição, como não há exposição à temperatura, propriedades desejáveis dos componentes podem ser preservadas. Desta forma, foram preparadas amostras no sistema binário por rota química, variando-se a proporção molar do MoO3 de 0,01% a 10,00%. O TEOS foi utilizado como precursor de SiO2 e o MoOCl4 foi o reagente de partida utilizado na obtenção do precursor de MoO3. O refluxo e o ultrassom foram as metodologias usadas para a preparação do precursor do MoO3. As amostras dos vidros foram preparadas sob a forma de monolitos e caracterizadas sob a forma de pó fino para as análises de DRX, análises térmicas (TGA e DSC), análises espectroscópicas por reflexão atenuada no infravermelho (ATR) e de espalhamento Raman. A solução precursora de MoO3 foi estudada por espectroscopia de absorção na região do UV-VIS e o pó desse precursor foi também analisado por espalhamento Raman. Através dos resultados de DRX obtidos foi possível comprovar a natureza amorfa de todas as amostras preparadas, bem como a formação da fase cristalina MoO3 após tratamento térmico à temperatura de 800oC. Mesmo apresentando picos cristalinos de MoO3 pós tratamento térmico, os vidros mantiveram as características de materiais amorfos, o que é um indicativo interessante para a preparação de vitrocerâmicas. Também foi possível descrever alguns fenômenos físico-químicos através das análises térmicas realizadas: as curvas TGA apontaram grandes perdas iniciais de massa devido a solventes orgânicos adsorvidos no gel, evidenciando a importância da realização de tratamento térmico para a obtenção de resultados mais satisfatórios, ao passo que as curvas DSC apontaram as temperaturas características dos vidros, deduzindo-se que o metal está se incorporando à matriz vítrea já que houve aumento da temperatura de transição vítrea (Tg) com o aumento da proporção molar de MoO3. Estudos estruturais dos sistemas vítreos buscaram identificar a forma como essa incorporação poderia estar ocorrendo. As análises de ATR na região do infravermelho identificaram ligações em rede do molibdênio com a sílica, corroborando para o fato de o molibdênio estar participando do sistema, modificando a matriz vítrea. Análises de espalhamento Raman identificaram espécies octaedricamente coordenadas de molibdênio,as quais podem ser responsáveis pelas propriedades fotocrômicas e ópticas não-lineares dos vidros. Dessa forma, os resultados alcançados sugerem a possibilidade de utilização dos vidros preparados por sol-gel para aplicação em fotônica ou outras aplicações que envolvam a óptica não-linear.