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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Silva, Viviane Pacheco e
Título: Compósitos Elastoméricos de Fibras Curtas de Sílica/Silicona
Ano: 2005
Orientadora: Profa. Dra. Inez Valéria Pagotto Yoshida
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Compósitos elastoméricos, Fibras curtas de sílica, Silicona
Resumo: Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de fibras curtas de sílica, natural ou modificada com viniltrimetoxissilano, como cargas primárias ou secundárias em uma matriz elastomérica de poli(dimetilsiloxano), PDMS. Além disso, foram comparadas as propriedades dos compósitos contendo fibras curtas com aqueles contendo quartzo natural, o qual é usualmente empregado como carga com natureza predominante inerte e secundária em compósitos poliméricos. As fibras curtas de sílica empregadas são constituídas de sílica opalina biogênica, e são encontradas em algumas regiões do Brasil. A mistura dos componentes foi efetuada em um misturador de dois rolos, e a matriz de PDMS foi reticulada por reações radicalares induzidas por peróxido, através da técnica de moldagem por compressão. A caracterização das cargas foi efetuada por medidas de densidade e área superficial, espectro infravermelho, difratometria de raios-X, fluorescência de raios-X, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo. Os compósitos foram caracterizados por termogravimetria, calorimetria diferencial de varredura, análise dinâmico-mecânica, microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo, ensaios mecânicos de tração, e também por ensaios de intumescimento em solventes orgânicos e em óleo mineral. A adição da fibra modificada ou do quartzo ao PDMS, como cargas primárias, melhorou o desempenho dessa matriz frente ao intumescimento em tolueno e em cicloexano, sendo esse efeito mais pronunciado no caso da fibra modificada. Já em relação aos compósitos contendo as fibras curtas (natural ou modificada), ou o quartzo, como cargas secundárias, observou-se que todas promoveram uma restrição no intumescimento do PDMS nos solventes orgânicos, sendo este efeito mais acentuado no caso das fibras curtas. Além disso, todos os compósitos estudados apresentaram um excelente desempenho em relação ao intumescimento em óleo mineral. As fibras curtas apresentaram ainda bom desempenho como cargas primárias ou secundárias em matriz de PDMS, em relação à estabilidade térmica e ao módulo de Young, contribuindo de forma efetiva para um aumento na rigidez dos compósitos.
Abstract: The performance of silica short fibers, natural or modified with vinyltrimethoxysilane, as primary or secondary fillers in an elastomeric matrix of poly(dimethylsiloxane), PDMS, was evaluated in this work. The properties of the composites with short fibers were compared with those prepared with quartz, which is commonly used as a secondary and inert filler in polimeric composites. These silica short fibers are composed of biogenic opaline silica, from some regions in Brazil. Compounding was carried out on a two-roll mill, and the PDMS matrix was peroxide crosslinked, by compression molding. Characterization of the fillers was performed by density and BET surface area measurements, infrared spectrum, x-ray diffractometry, x-ray fluorescence, thermogravimetry and field emission scanning electron microscopy. The composites were characterized by thermogravimetry, differencial scanning calorimetry, dynamic mechanical analysis, field emission scanning electron microscopy, swelling measurements in organic solvents and in mineral oil, and by tensile tests. The addition of modified short fiber or quartz to PDMS, as primary fillers, restricted the matrix swelling in toluene and in cyclohexane, and this effect was more significant for the modified fiber. For the composites with silica short fibers, natural or modified, or with quartz, as secondary fillers, swelling restriction in the organic solvents was caused by all these fillers, specially by the short fibers. Moreover, all the composites studied showed an excellent performance in relation to swelling in mineral oil. Silica short fibers were also efficient as primary or secondary fillers in PDMS matrix with regard to thermal stability and Young modulus, resulting on an increase in the stiffness of the composites.
Arquivo (Texto Completo): vtls000359630.pdf ( tamanho: 4,32MB )

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