Fibras eletrofiadas de PLA/GO e PLA/RGO : propriedades mecânicas e espectroscopia vibracional

Abstract

Fibras de poliácido lático (PLA) preparadas por eletrofiação têm recebido atenção devido à sua alta área superficial, biocompatibilidade e biodegradabilidade. No entanto, a resistência mecânica relativamente baixa do PLA tem limitado suas aplicações. A inclusão do grafeno em materiais poliméricos é uma estratégia para melhorar seu desempenho mecânico. Neste trabalho, compósitos de PLA e óxido de grafeno (GO) foram obtidos via eletrofiação a partir de soluções de PLA em dimetilformamida e diclorometano, com adições de GO variando entre 1% e 4% por peso. Os compósitos foram também submetidos a condições redutoras para conversão in situ do GO em rGO (óxido de grafeno reduzido). Imagens de microscopia eletrônica dos filmes mostraram fibras relativamente homogêneas com diâmetro médio de 0,46 m. Os ensaios mecânicos mostraram que o compósito com 1% de GO apresentou melhora em diversas propriedades: módulo de elasticidade (186,4%), alongamento na ruptura (229,4%) e tenacidade (445,6%), quando comparado às fibras de PLA puras. Concentrações mais elevadas de GO levaram a uma redução nas propriedades mecânicas, o que pode ser atribuído à aglomeração de GO e interferência nas interações das cadeias poliméricas. De forma geral, o tratamento nas condições redutoras causou uma piora nas propriedades mecânicas, exceto para o PLA puro, que não mostrou alteração. As análises de FTIR mostraram pequenos deslocamentos em alguns sinais, que podem estar relacionados às interações entre o GO e o PLA. No entanto, os deslocamentos desaparecem após o tratamento, sugerindo que pode ser devido à remoção dos grupos funcionais. As análises de Raman mostraram uma diminuição nos valores da razão das intensidades (ID/IG) das bandas D e G do GO quando ocorre o tratamento, reforçando indícios da redução in situ do GO. Esses resultados indicam que é possível melhorar significativamente as propriedades mecânicas das fibras de PLA eletrofiadas com a adição de pequenas quantidades de GO. Os resultados também sugerem que é possível obter a redução in situ do GO disperso no PLA.