Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/0104-1428.1698
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Estudo da Cinética de Decomposição de Compósitos Nanoestruturados de Poli (Sulfeto de Fenileno) Reforçados com Nanotubos de Carbono

Decomposition Kinetic Study of Nanostructured Composites of Poly (Phenylene Sulfide) Reinforced with Carbon Nanotubes

Ribeiro, Bruno; Botelho, Edson C.; Costa, Michelle L.

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Resumo

O objetivo deste trabalho consiste na obtenção de compósitos nanoestruturados de poli (sulfeto de fenileno) (PPS) reforçados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) por meio da técnica de mistura em fusão, e posterior caracterização de suas propriedades morfológicas e térmicas. A análise por microscopia eletrônica de transmissão foi utilizada com o intuito de avaliar a qualidade da dispersão dos MWCNTs na matriz polimérica. A partir das curvas de termogravimetria obtidas, foi observado um aumento na temperatura máxima de degradação pela adição do nanoreforço na matriz polimérica. Além disso, o modelo matemático de Ozawa-Wall-Flynn foi utilizado com o intuito de determinar os parâmetros cinéticos de degradação. Os resultados mostraram um aumento de aproximadamente 25 °C na temperatura máxima de degradação (Tmax) quando uma pequena quantidade de MWCNT (0,5 wt %) foi considerada. Este fato contribuiu para o aumento da estabilidade térmica do PPS.

Palavras-chave

PPS, nanotubos de carbono, compósitos nanoestruturados, propriedades térmicas.

Abstract

The aim of this work is to obtain nanostructured composites of poly (phenylene sulfide), PPS, reinforced with multiwalled carbon nanotubes, MWCNT, by melt mixing technique and further characterization of their morphological and thermal properties. Transmission Electron Microscopy analysis was carried out to evaluate the quality of MWCNT dispersion throughout the PPS matrix. Thermogravimetry shows an increase in the maximum degradation temperature by the addition of the nanofiller to the polymeric matrix. In addition, Ozawa-Wall-Flynn modeling was used to determine the degradation parameters. The results showed that the maximum degradation temperature increased by ca. 25 °C when a very small concentration of MWCNT (0.5 wt %) was considered, contributing to improve the thermal stability of PPS.

Keywords

PPS, carbon nanotubes, nanostructured composites, thermal properties.

References

1. Sahoo, N. G.; Rana, S.; Cho, J. W.; Li, L. & Chan, S. H. - Prog. Polym. Sci., 35, p.837 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2010.03.002.

2. Rahman, A.; Ali, I.; Al Zahrani, S. M. & Eleithy, R. H. - Nano., 6, p.185 (2011). http://dx.doi.org/10.1142/S179329201100255X.

3. Díez-Pascual, A. M.; Naffakh, M.; Marco, C.; Ellis, G. & Gómez-Fatou, M. A. - Prog. Polym. Sci., 57, p.1106 (2012).

4. Ajayan, P. M. - Chem. Rev., 99, p.1787 (1999). http://dx.doi.org/10.1021/cr970102g. PMid:11849010

5. Green, M. J.; Behabtu, N.; Pasquali, M. & Adams, W. W. - Polym., 50, p.4979 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2009.07.044.

6. Díez-Pascual, A. M.; Naffakh, M.; Gómez, M. A.; Marco, C.; Ellis, G.; Martínez, M. T.; Ansón, A.; González-Domínguez, J. M.; Martínez-Rubi, Y. & Simard, B. - Carbon., 47, p.3079 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2009.07.020.

7. Ribeiro, B.; Nohara, L. B.; Oishi, S. S.; Costa, M. L. & Botelho, E. C. - J. Thermoplast. Compos., 26, p.1317 (2013). http://dx.doi.org/10.1177/0892705712439566.

8. Huang, S.; Wang, M.; Liu, T.; Zang, W.-D.; Tiju, W. C.; He, C. & Lu, X. - Polym. Eng. Sci., 49, p.1063 (2009). http://dx.doi.org/10.1002/pen.21349.

9. Prashantha, K.; Soulestin, J.; Lacrampe, M. F.; Krawczak, P.; Dupin, G. & Claes, M. - Compos. Sci. Technol., 69, p.1756 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.10.005.

10. Bose, S.; Khare, R. A. & Moldenaers, P. - Polym., 51, p.975 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2010.01.044.

11. López Manchado, M. A.; Valentini, L.; Biagiotti, J. & Kenny, J. M. - Carbon., 43, p.1499 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2005.01.031.

12. Pötschke, P.; Bhattacharyya, A. R. & Janke, A. - Eur. Polym. J., 40, p.137 (2004). http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2003.08.008.

13. Zeng, J.; Saltysiak, B.; Johnson, W. S.; Schiraldi, D. A. & Kumar, S. - Compos. Part B., 35, p.173 (2004). http://dx.doi.org/10.1016/S1359-8368(03)00051-9.

14. Zhou, S.; Zhang, Q.; Wu, C. & Huang, J. - Mater. Des., 44, p.493 (2013). http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2012.08.029.

15. Díez-Pascual, A. M. & Naffakh, M. - Mater. Chem. Phys., 131, p.605 (2012). http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2011.10.025.

16. Ozawa, T. - Bull. Chem. Soc. Jpn., 38, p.1881 (1965). http://dx.doi.org/10.1246/bcsj.38.1881.

17. American Society for Testing and Materials – ASTM. - “E1641-13: standard test method for decomposition kinetics by thermogravimetry using the ozawa/flynn/wall method”, (Book of Standards, Vol. 14.02), West Conshohocken (2013).

18. American Society for Testing and Materials – ASTM. - “E1877-11: standard practice for calculating thermal endurance of materials from thermogravimetric decomposition data”, (Book of Standards, Vol. 14.02), West Conshohocken (2013).

19. Kim, J. Y.; Han, S. & Kim, S. H. - Polym. Eng. Sci., 47, p.1715 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20789.

20. Lage, L. G. & Kawano, Y. - Polímeros., 9, p.82 (1999). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14281999000400014.

21. Chen, S.; Yu, H.; Ren, W. & Zhang, Y. - Thermochim. Acta., 491, p.103 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2009.03.010.

22. Kim, J. Y.; Park, H. S. & Kim, S. H. - J. Appl. Polym. Sci., 113, p.2008 (2009). http://dx.doi.org/10.1002/app.30297.

23. Budgell, D. R.; Day, M. & Cooney, J. D. - Polym. Degrad. Stabil., 43, p.109 (1994). http://dx.doi.org/10.1016/0141-3910(94)90232-1.

24. Perng, L. H. - Polym. Degrad. Stabil., 69, p.323 (2000). http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(00)00077-X.
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