Investigação de diferentes organossilanos na funcionalização e grau de dispersão do óxido de grafeno reduzido (rGO) em nanocompósitos poliméricos

dc.contributor.advisorNascimento, Maria Carolina Burgos Costa do
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-4261-1331pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4409025248163428pt_BR
dc.contributor.authorSantos, Ana Letícia Fernandes dos
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-8592-4736pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2657989493886536pt_BR
dc.contributor.referees1Delmonte, Mauricio Roberto Bomio
dc.contributor.referees2Santos, Amelia Severino Ferreira e
dc.date.accessioned2025-03-18T22:16:44Z
dc.date.available2025-03-18T22:16:44Z
dc.date.issued2025-01-31
dc.description.abstractGraphene is gaining more and more attention due to its unique properties, and is increasingly being applied in various sectors, including its application as a nanofiller in polymeric matrices. However, this nanomaterial finds challenges in this application due to factors that contribute to low dispersion in the matrix and, consequently, lower than desired properties. Thus, chemical modification of its surface can be a key alternative for enhancing different applications. This work aims to evaluate the degree of dispersion of reduced graphene oxide (rGO) functionalized with different organosilanes in an epoxy matrix. To this end, graphene oxide (GO) was first synthesized in the laboratory, functionalized with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), 3- aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and triethoxymethylsilane (MTES), and then thermally reduced to produce functionalized reduced graphene oxides. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, thermogravimetry (TGA), solvent dispersion stability and scanning electron microscopy (SEM) analyses were carried out to prove the success of the synthesis of these materials and to help evaluate the functionalization efficiency. The results obtained confirmed the success of covalent functionalization with all the silanes used on the surface of GO, as well as the permanence of their molecules in the basal plane of reduced graphene oxide (rGO) carbons. To check the degree of dispersion in the polymer matrix, polymer nanocomposites were prepared with 0.5% by mass of each functionalized rGO. Analysis of the fracture surfaces of these materials by SEM showed that better distribution, dispersion and interfacial bonding were obtained for nanocomposites containing functionalized rGO rather than pure rGO. It was possible to observe that the dispersion of the nanoparticles improved for the nanocomposites containing rGO functionalized with the different organosilanes, and the most satisfactory results were obtained for the nanocomposites containing rGO/APTES.pt_BR
dc.description.resumoO grafeno vem ganhando cada vez mais atenção devido as suas propriedades diferenciadas e singulares, sendo cada vez mais aplicado em diversos setores, incluindo sua aplicação como nanocarga em matrizes poliméricas. Entretanto, esse nanomaterial encontra desafios para esta aplicação por fatores que contribuem para uma baixa dispersão na matriz e, consequentemente, propriedades inferiores às desejadas. Assim, a modificação química de sua superfície pode ser primordial como uma alternativa para ampliação em diferentes aplicações. Este trabalho tem como objetivo avaliar o grau de dispersão do óxido de grafeno reduzido (rGO) funcionalizado com diferentes organossilanos em uma matriz de epóxi. Para isso, primeiro foi sintetizado o óxido de grafeno (GO) em laboratório, funcionalizado com 3- aminopropiltrietoxissilano (APTES), 3-aminopropiltrimetoxissilano (APTMS), 3- glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) e trietoximetilssilano (MTES), e posteriormente reduzido termicamente para produção dos óxidos de grafeno reduzidos funcionalizados. Análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, termogravimetria (TG), estabilidade da dispersão em solvente e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas para comprovar o sucesso aa síntese desses materiais e auxiliar na avaliação da eficiência de funcionalização. Os resultados obtidos confirmaram o sucesso da funcionalização covalente com todos os silanos utilizados na superfície do GO, bem como a permanência das suas moléculas no plano basal de carbonos do óxido de grafeno reduzido (rGO). Para verificação do grau de dispersão na matriz polimérica, nanocompósitos poliméricos foram preparados com 0,5% em massa de cada rGO funcionalizado. A análise das superfícies de fratura desses materiais por MEV permitiu visualizar que melhores distribuições, dispersões e ligação interfacial são obtidas para os nanocompósitos contendo rGO funcionalizado ao invés de rGO puro. Foi possível observar que a dispersão das nanopartículas melhorou para os nanocompósitos contendo rGO funcionalizado com os diferentes organossilanos, e os resultados mais satisfatórios foram obtidos para o nanocompósitos contendo rGO/APTES.pt_BR
dc.identifier.citationSANTOS, Ana Letícia Fernandes dos. Investigação de diferentes organossilanos na funcionalização e grau de dispersão do óxido de grafeno reduzido (rGO) em nanocompósitos poliméricos. Orientadora: Dra. Maria Carolina Burgos Costa. 2025. 64f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63053
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectGrafenopt_BR
dc.subjectFuncionalizaçãopt_BR
dc.subjectOrganossilanopt_BR
dc.subjectNanocompósito poliméricopt_BR
dc.subjectDispersãopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.titleInvestigação de diferentes organossilanos na funcionalização e grau de dispersão do óxido de grafeno reduzido (rGO) em nanocompósitos poliméricospt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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