Engenharia Química

Descobertos em 1937, os poliuretanos (PUs) foram desenvolvidos pela Bayer através da reação de polimerização por adição do diisocianato com um poliol e outros reagentes. Os poliuretanos são materiais poliméricos sintéticos com uma série de utilizações. Essa versatilidade se deve à natureza química e a funcionalidade dos reagentes utilizados, possibilitando a obtenção de diferentes materiais e suas respectivas características físicas e químicas. Atualmente é possível encontrarmos os poliuretanos em adesivos, tintas, revestimentos, espumas, borrachas, construção e elastômeros termoplásticos. Entretanto, a crescente procura por novos materiais tem desenvolvido a necessidade de aprimoramento desses polímeros puros. Sendo assim, uma das formas para tal ocorre por meio da inserção de nanocargas, tanto orgânicas quando inorgânicas à matriz polimérica. As nanocargas são introduzidas à matriz polimérica, sendo necessário que ao menos uma de suas dimensões esteja em escala nanométrica, e sua escolha deve ser baseada nas propriedades e aplicações finais desejadas ao polímero. De modo geral, os nanocompósitos poliméricos apresentam como resultados expressivas melhorias nas propriedades mecânicas e térmicas, como rigidez, estabilidade térmica, resistência a chamas, entre outros, além de produzir um material de menor peso e custo. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de nanocompósitos de poliuretano/nanocarga por polimerização in situ, utilizando como nanocargas o óxido de zinco e o óxido de titânio, sendo estas introduzidas à matriz polimérica em proporções entre 0,5 e 5%. A caracterização destes nanocompósitos ocorreu através de métodos físicos de permeação em gel (GPC), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (AFM). As propriedades mecânicas e térmicas dos nanocompósitos foram analisadas através de calorimetria diferencial de varredura (DSC), análises dinâmico-mecânicas (DMA), análises termogravimétricas (TGA) e ensaio de tensão-deformação em máquina de ensaio universal. Por fim, foi possível avaliar a interação e distribuição entre as nanopartículas e a matriz polimérica, além do comportamento mecânico e morfológico dos materiais obtidos de modo que se obtenha um poliuretano de alto desempenho.