Investigação das propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de PVC e PVA com óxido de grafeno reduzido

Abstract

O poli(cloreto de vinila), ou PVC, é o terceiro polímero mais comercializado no mundo devido a sua versatilidade e propriedades, tais como: ser inerte, atóxico e isolante. O PVC é utilizado em diversas áreas, desde a construção civil até as indústrias de brinquedos e alimentos. Assim como o PVC, o poli(álcool vinílico), ou PVA, também apresenta propriedades interessantes, como resistência à ácidos e bases e biocompatibilidade, sendo aplicado nas áreas biomédica e de alimentos, entre outras. Tanto o PVC como o PVA apresentam, entretanto, algumas limitações, como estabilidade térmica relatvamente baixa. O objetivo deste trabalho é investigar as propriedades mecânicas e térmicas de filmes de PVC e PVA reforçados com óxido de grafeno reduzido (rGO). Este material possui propriedades mecânicas relevantes, sendo um dos materiais mais resistentes conhecidos, e é um ótimo condutor térmico. Os filmes foram preparados pela técnica de solution casting, utilizando-se tetrahidrofurano como solvente para o PVC, e água como solvente para o PVA. O óxido de grafeno (GO) e o rGO foram sintetizados via método de Hummers modificado. Foram incorporados 0,5%, 1%, 1,5% e 2% (m/m) de rGO ou Gonos filmes. Filmes de PVA reforçado com GO, foram submetidos a uma redução química, utilizando-se hidrazina como agente redutor para se obter rGO. Os efeitos causados pelo rGO nas matrizes poliméricas foram avaliados através de espectroscopia do infravermelho médio por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TGA) e ensaio mecânico de tração. O DRX mostrou que houve incorporação do rGO nas matrizes poliméricas. O TGA indicou que em os ambos polímeros, PVC e PVA, houve melhora na temperatura de início de degradação dos mesmos. O ensaio mecânico mostrou que não houve mudança significativa na resistência à tração e módulo de Young nos compósitos PVC/rGO. Por outro lado, todos os compósitos de PVA apresentaram mudança nessas propriedades. Apenas o compósito PVA/0,5% apresentou um valor menor na resistência à tração, quando comparado com o PVA puro. FTIR não mostrou mudanças significativas para ambos os polímeros com ou sem cargas.