Atividade Materiais Compositos

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Nome: Lucas Marques da Silva 
 
Atividade 4.1 
 
 
1) Quais as semelhanças entre os colóides e os nanocompósitos? 
 Os coloides podem apresentar cores diferentes, dependendo da cor, eles 
apresentam tamanhos de partículas e propriedades químicas e físicas 
diferentes, que não se equiparam com as propriedades no ouro numa escala 
micrométrica, ou seja, quando estão numa escala nanométrica, essas partículas 
tem comportamentos diferentes do ouro comum. Esses materiais apresentam 
propriedades totalmente diferentes, como temperatura de fusão mais baixas, 
além das suas propriedades físico-químicas. 
Nos materiais nanocompósitos, diferente dos compósitos, a fase 
descontínua tem que ser menor que (100nm) com baixas concentrações. É 
necessário ter sinergia entre as fases e a formação da interface/interfase, elas 
podem estar percoladas sobre todo o material, melhorando suas propriedades, 
principalmente as mecânicas, térmicas e elétricas, ou seja, podem dar 
propriedades diferentes da matriz pura e das nanopartículas. 
 
2) Quais são as principais diferenças entre os compósitos poliméricos 
tradicionais e os nanocompósitos? Disserte em relação a 
multifuncionalidade dos nanocompósitos. 
 Os nanocompósitos e os compósitos tradicionais possuem uma matriz 
que pode ser polimérica, metálica ou cerâmica, porém a fase dispersa precisa 
ter uma partícula que tenha pelo menos uma das dimensões na escala 
nanométrica, podendo ser partículas esféricas, fibras, etc. Outra diferença entre 
esses dois tipos de compósitos é que se pode ter uma interface muito mais pobre 
ou uma interface com uma força muito elevada criando uma terceira fase 
chamada de interfase. 
Existem diversos tipos de nanocompósitos, um exemplo são as fibras de 
carbono, estas podem ter diversas funcionalidades, podem ser usadas somente 
para dar um efeito estético mais bonito ou ainda serem utilizadas para efeito 
estrutural, a fim de obter um reforço mecânico muito mais eficiente. 
 
3) Qual a importância da interfase nas propriedades finais dos 
nanocompósitos poliméricos? 
 A região da interfase pode ter algumas propriedades diferente das 
propriedades do polímero como: mobilidade das cadeias, densidade de 
emaranhamento, densidade de ligações cruzadas e conformação geométrica. A 
interfase é um volume que é criado quando na região de interface há uma adesão 
muito forte, e pode estar percolada por todo o material, e essa região de interfase 
modifica a Tg e Tm, consequentemente as propriedades físicas, mecânicas e 
químicas do material, podendo melhorá-las. 
 
4) Quais as dificuldades encontradas na dimensão nanométrica para a 
produção de nanocompósitos poliméricos? 
 Com o aumento da fração volumétrica, existe a tendência de formar 
aglomerados, devido a redução da distância interpartícula, influenciando nas 
propriedades finais, gerando dificuldade de dispersão das partículas na matriz 
polimérica. A homogeneidade do estado de dispersão e a interação interfacial da 
matriz com a nanopartícula são parâmetros críticos na fabricação de 
nanocompósitos. 
As dificuldades são: 
• Solubilidade muito baixa na maioria dos solventes orgânicos, tais como 
acetona, tolueno, clorofórmio, diclorometano, DMF, THF, diclorobenzeno, 
etc (tipicamente < 1 mg/mL). 
• Tipicamente SWNTs são altamente emaranhados na forma de cordas e 
aglomerados 
• Baixa dispersão em matrizes poliméricas 
• Interação e ligação interfacial limitada 
• Significativos aumentos de viscosidade Muitas aplicações requerem 
NTCs não “enroscados” o que é difícil de se obter em um sistema 
compósito. 
 
5) Por que é inviável a adição de nanopartículas (d<100 nm) acima de 10 % 
em massa? 
O aumento da razão (A/V) com a diminuição do diâmetro da partícula, à 
medida que a fração volumétrica é aumentada, causa aglomerações das 
partículas, e há muita dificuldade em dispersar esses aglomerados pra 
homogeneizar o nanocompósito. Não é necessário aumentar tanto a fração das 
partículas, até 10% já é necessário para se alcançar valores necessários para 
melhorar as propriedades do material em questão.