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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Produção de nanofibras de sílica por solution blow spinning e avaliação da sua incorporação em resinas acrílicas
metadata.dc.creator: Santos, Gabriel Ribeiro Ferraz dos
metadata.dc.contributor.advisor1: Medeiros, Eliton Souto de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santos, Amélia Severino Ferreira
metadata.dc.description.resumo: A atual preocupação da sociedade por proteção térmica de residências, prédios e indústrias, apelando por conforto e redução do consumo energético, tem impulsionado a pesquisa e desenvolvimento de materiais capazes de suportar tais exigências. As tintas com incorporação de fibras cerâmicas em sua composição visando redução da transferência de calor e melhora na resistência a chama tem sido uma alternativa para essa necessidade da sociedade moderna. Neste trabalho, nanofibras de sílica foram incorporadas em matrizes de resina acrílica típica de tinta, com finalidade de avaliação das propriedades térmicas, mecânicas, morfológicas, hidrofobicidade e resistência ao fogo. Nesta linha, o presente estudo foi desenvolvido em duas partes: (I) produção nanofibras de sílica pela técnica de Solution Blow Spinning a partir dos polímeros precursores PVC e PVP, seguido de sua caracterização por MEV, TG, DSC, FTIR, DRX e BET; (II) produção de nanocompósitos através da incorporação das nanofibras de sílica em matrizes acrílicas e avaliação de condutividade térmica, calor específico, microdureza, ângulo de contato e resistência a chama. Como resultado, a técnica de SBS se mostrou eficiente na produção de nanofibras de sílica. A análise de MEV mostrou que a rota via PVC produziu fibras com melhor aspecto e diâmetro médio de 113 nm. As análises de TG e DSC mostraram possível influência do TEOS na mobilidade das cadeias poliméricas. A análise de FTIR indicou que o processo de queima eliminou o polímero por completo e foram identificadas regiões características de sílica (SiO2). O DRX mostrou nanofibras de sílica amorfas e a análise de BET indicou uma área superficial muito maior para nanofibras de sílica produzidas via PVC. Para os nanocompósitos, as análises mostraram que as nanofibras de sílica tiveram influência na condutividade térmica e calor específico, entretanto de maneira não expressiva. A molhabilidade dos nanocompósitos não teve alteração significativa com incorporação das nanofibras de sílica, já a dureza das amostras com sílica foi aumentada em 15,6%, 17,1% e 17,9% para as amostras com 1, 2 e 4%, respectivamente, evidenciada no ensaio Vickers. O ensaio de resistência a chama mostrou que os nanocompósitos incorporados com as nanofibras suportaram 14 segundos a menos se comparado a resina sem nanofibras. Com isso, pôde-se compreender melhor o comportamento do nanocompósitos com a incorporação das nanofibras de sílica.
Abstract: The current concern of society for the thermal protection of homes, buildings, and industries, appealing for comfort and reduction of energy consumption has driven the research and development of materials able to withstand such requirements. Paints incorporating ceramic fibers in their composition aimed at reducing heat transfer and improving flame resistance have been an alternative to this need of modern society. Silica nanofibers was incorporated into typical acrylic resin matrices for the purpose of evaluating the thermal, mechanical, morphological, hydrophobicity and fire resistance properties. In this line, the present work was developed in two parts: (I) silicon nanofibrous production by the technique of Solution Blow Spinning from the precursor polymers PVC and PVP, followed by its characterization by SEM, TG, DSC, FTIR, XRD and BET; (Ii) production of nanocomposites through the incorporation of silica nanofibers into acrylic matrices and evaluation of thermal conductivity, specific heat, microhardness, contact angle and flame resistance. As a result, the SBS technique proved to be efficient in the production of silica nanofibers. The SEM analysis showed that the route through PVC produced fibers with better appearance and an average diameter of 113 nm. The TG and DSC analyzes showed a possible influence of TEOS on the mobility of the polymer chains. FTIR analysis indicated that the firing process completely eliminated the polymer and characteristic silica () regions were identified. DRX showed amorphous silica nanofibers and BET analysis indicated a much higher surface area for silica nanofibers produced via PVC. For the nanocomposites, the analyzes showed that the silica nanofibers had influence in the thermal conductivity and specific heat, however in an inexpressive way. The wettability of the nanocomposites did not change significantly with the incorporation of the silica nanofibers, whereas the hardness of the silica samples was increased by 15.6%, 17.1% and 17.9% for the 1, 2 and 4% samples, Respectively, as evidenced in the Vickers test. The flame resistance test showed that the nanocomposites incorporated with the nanofibers supported 14 seconds less compared to nanofiber-free resin. Thus, the behavior of nanocomposites with the incorporation of silica nanofibers was better understood.
Keywords: Nanofibras
Nanofibras de sílica
Solution blow spining
Nanocompósitos
Nanofiber
Silicon nanofiber
Solution blow spining
Nanocomposite
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraíba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharia de Materiais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
metadata.dc.rights: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12921
Issue Date: 18-Apr-2017
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