Compósitos de Poli (Metacrilato de Metila) / nanofolhas de grafite : preparação, caracterizaçãoe efeitos radiolíticos

Abstract

Atualmente existe um grande interesse na preparação de compósitos de PMMA/grafite. Tanto o grafite em pó quanto, principalmente, na forma de nanofolha são utilizados na preparação de compósitos condutores neste trabalho. O grafite nanofolha foi obtido partindo-se do grafite flocos, conforme a técnica de intercalação química que utiliza H2SO4 e HNO3. Após esse tratamento o grafite intercalado (GIC) é colocado no forno microondas onde expande 75 vezes, denominado-se grafite expandido (GE). Em seguida é disperso em solução alcoólica a 70%, depois de lavado e seco, dá origem ao grafite nanofolha. Foram preparados dois tipos de compósitos: PMMA/grafite pó e PMMA/grafite nanofolha com percentuais de grafite variando até 8,0% e 6,0% em peso, respectivamente. Na prática, os compósitos de PMMA/grafite nanofolha, na concentração de 0,25% em peso, que apresentaram condutividade elétrica da ordem de 10-9 S.cm-1, quando irradiados com doses de 30, 60 e 100 kGy, alteram sua condutividade elétrica para valores da ordem de 10-8, 10-6 e 10-5 S.cm-1 respectivamente. O limiar de percolação para os compósitos de PMMA/grafite (nanofolha e pó) foram de 0,22 e 1,66% respectivamente. A análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) possibilitou observar as diversas morfologias e dimensões do grafite. Mudanças no expoente crítico de percolação mostraram dependência com a forma e concentração de grafite na matriz de PMMA. Com os valores de massa molar polimérica obtidos através de viscosimetria, foi possível concluir que a diminuição da massa molar polimérica durante o processo de irradiação pouco influencia na condutividade elétrica do compósito. Isto porque, apesar da radiólise do PMMA, novos níveis de eletrocondutividade são formados durante a irradiação dos compósitos, contribuindo para condutividade elétrica do sistema. Análises de FT-IR das diversas formas de grafite, e dos compósitos, revelaram que durante as etapas do processo de intercalação química, ocorre a introdução do grupo hidroxila (OH), sendo este fundamental para melhorar as interações, entre a carga de grafite e o PMMA. Análise de RMN (1H), possibilitou determinar a taticidade do PMMA