Síntese de partículas ocas de óxido de alumínio e funcionalização de superfície para incorporação em matriz de PVA

dc.contributor.advisor1Dalmaschio, Cleocir José
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000237735786
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5209978120430790
dc.contributor.authorArcanto, João Pedro Massaria de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-8630-9241
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3865964108136934
dc.contributor.referee1Berengue, Olivia Maria
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0919-3289
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1312983845888585
dc.contributor.referee2Freitas, Marcos Benedito Jose Geraldo de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-1521-774X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3485939623614913
dc.date.accessioned2024-05-30T01:42:22Z
dc.date.available2024-05-30T01:42:22Z
dc.date.issued2023-05-09
dc.description.abstractThe addition of metal oxides to polymer matrices creates composites with superior mechanical properties, such as increased rigidity and toughness. Inorganic fillers, in general, can also be used to increase these properties. The use of nanoparticulate fillers is studied for the synthesis and characterization of nanostructured materials, including the recently classified "hollow nanoparticles", which have interesting properties such as lower density and greater specific surface area. The hard template synthesis method is highlighted by its versatility and low cost, making it possible to obtain hollow particles of metal oxides. In this work the synthesis of hollow Al2O3 particles was conducted through a hydrothermal route, using glucose as a precursor for a carbonaceous mold. This mold is spherical, approximately 700 nm in diameter, and are composed of polycondensed aromatic rings and oligosaccharides remaining from the hydrothermal decomposition of glucose. The Al2O3 particles were characterized by FTIR, which indicated that the surface has adsorbed water molecules, and X-ray diffraction indicated that the composition is mostly γ- Al2O3 (HALO). SEM images show that morphology of HALO is spherical, approximately 398 nm mean diameter, composed of wrinkled hollow shells. The HALOs were solvothermally functionalized with terephthalic acid in a bench top reactor, and the surface binding was confirmed by FTIR analysis (HALO-T). PVA films were prepared by adding a plasticizing agent (glucose) and varying fillers of HALO (APC) and HALO-T (ATC). Universal testing machine tests showed that films with 1% (w/w) HALO-T are 340% stiffer and require 2 times more energy to rupture, than films additivated with 1% HALO. Atomic force microscopy images corroborate this result, showing that the average surface roughness is higher for ATC and that such films have higher specific surface area, compared to the APC film.
dc.description.resumoA adição de óxidos metálicos a matrizes poliméricas cria compósitos com propriedades mecânicas superiores, como maior rigidez e tenacidade. Cargas inorgânicas, no geral, também podem ser utilizadas para otimizar essas propriedades. O uso de cargas nanoparticuladas é estudado para a síntese e caracterização de materiais nanoestruturados, incluindo as recentemente classificadas "nanopartículas ocas", que possuem propriedades interessantes, como menor densidade e maior área superficial específica. O método de síntese hard template é destacado pela versatilidade e baixo custo, possibilitando a obtenção de partículas ocas de óxidos metálicos. Neste trabalho a síntese de partículas ocas de Al2O3 foi conduzida através de uma via hidrotérmica, com o uso de glucose como precursor de um molde carbonoso. Este molde é esférico, com aproximadamente 700 nm de diâmetro e são compostos de anéis aromáticos policondensados e oligossacarídeos remanescentes da decomposição hidrotérmica da glucose. As partículas de Al2O3 foram caracterizadas por FTIR, que indicaram que a superfície é composta basicamente por moléculas de água adsorvidas, e a difração de raios X indicou que a composição é majoritariamente γ-Al2O3 (HALO). As imagens de MEV mostram que morfologia das HALO é esférica, com aproximadamente 398 nm de diâmetro médio, composta de cascas ocas enrugadas. As HALO foram funcionalizadas por via solvotérmica, com ácido tereftálico em um reator de bancada, e a ligação a superfície foi confirmada por análises de FTIR (HALO-T). Filmes de PVA forma preparados adicionando um agente plastificante (glucose) e cargas variáveis de HALO (APC) e HALO-T (ATC). Ensaios em máquina de testes universal mostraram que os filmes com 1% (m/m) de HALO-T são 340% mais rígidos e necessitam de 2 vezes mais energia para romper, do que os filmes aditivados com 1% de HALO. As imagens de microscopia de força atômica corroboram para este resultado, mostrando que a rugosidade média da superfície é maior para ATC e que tais filmes possuem maior área superficial específica, frente ao filme APC.
dc.description.sponsorshipAgencia Nacional Do Petroleo, Gas Natural E Biocombustiveis
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/17100
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectÓxido metálico
dc.subjectAlumina
dc.subjectPartículas ocas
dc.subjectHard template
dc.subjectÁlcool polivinílico
dc.subjectCompósitos
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleSíntese de partículas ocas de óxido de alumínio e funcionalização de superfície para incorporação em matriz de PVA
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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