Nanocompósitos de borracha natural e nanocarbonos

Abstract

Pesquisas recentes demonstram o grande potencial do uso de reforços nanométricos em borracha natural (NR), devido à alta relação de aspecto, condutividade elétrica e resistência abrasiva, incrementando a sua versatilidade para potenciais aplicações. Este trabalho apresenta o estudo das mudanças nas propriedades mecânicas e elétricas da NR proveniente da Hevea brasiliensis, pela adição de 0,1%; 0,5% e 1% (m/m) de nanocarbonos na produção de nanocompósitos. Os nanomateriais com proporção NR/nanocarbono 0,1% foram produzidos em duas espessuras diferentes, 0,4 mm e 0,8 mm. Os nanocarbonos usados foram nanotubos de carbono (CNT), nanotubos de carbono funcionalizados (FCNT) e óxido de grafeno (GO). Os nanocarbonos foram dispersos na matriz com o auxílio de um compatibilizante natural, o líquido da castanha de caju (CNSL), material rico em grupos fenólicos com caráter anfifílico. A funcionalização do CNT foi confirmada por espectroscopia de espalhamento FT-Raman e Raman. Os ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) evidenciaram variações nos processos endotérmicos, de acordo com os nanocarbonos usados. As curvas termogravimétricas (TG) indicaram a estabilidade térmica e homogeneidade dos nanocompósitos. Nos espectros de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), verificou-se a presença de todos os grupos funcionais característicos da NR, CNSL, CNT, FCNT e GO nos nanocompósitos. Os espectros de espalhamento FT-Raman e Raman mostraram o deslocamento das bandas D e G nos nanocompósitos. A morfologia dos nanocompósitos foi observada por imagens ópticas, pois os nanocarbonos não foram visualizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As curvas por análise dinâmico-mecânica (DMA) se mostraram mais sensíveis às variações da Tg, comparadas ao DSC. Também, pelas curvas DMA somadas às curvas reométricas, foi evidenciada uma variação no módulo de armazenamento (E’), tan δ e módulo de cisalhamento (G’) para as diferentes proporções usadas de nanocarbonos, conforme descrito na literatura.