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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.43.2007.tde-07052007-120528
Documento
Autor
Nome completo
Cleidilane de Oliveira Sena
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Figueiredo Neto, Antonio Martins (Presidente)
Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
Rechenberg, Hercilio Rodolfo
Título em português
"Caracterização estrutural e óptica de elastômeros dopados com ferrofluidos"
Palavras-chave em português
birrefringência
deformação
dopagem
Elastômero
ferrofluido
polímero
Resumo em português
Este trabalho visa a caracterização estrutural, mecânica e óptica de elastômeros de uretâno/uréia (PU/PBDO), baseados em óxido de poli(propileno) e poli(butenodiol), puro, após inflação em tolueno e dopados com ferrofluido. As proporções em massa (%) de PU e PBDO utilizadas são 40/60, 50/50, 60/40 e 80/20. As análises estruturais foram feitas através das técnicas de microscopia óptica de luz polarizada, microscopia de força atômica e magnética, e microscopia confocal de varredura laser com as quais foi verificado que os filmes são isotrópicos e autofluorescentes. A amostra após inflação com tolueno não apresenta diferença em sua textura em relação a amostra pura. As amostras dopadas apresentam coloração marrom devido aos grãos magnéticos. Também verificamos que o processo de dopagem com inflação dos filmes em solução de tolueno e ferrofluido é eficiente, uma vez que o filme não apresenta grandes agregados de grãos magnéticos. Medidas do coeficiente de absorção óptica mostraram que o tempo de inflação das amostras em tolueno não altera de forma significativa esses filmes. Também verificamos que o tempo, de imersão do filme na solução de tolueno e ferrofluido, para que as amostras incorporem a maior quantidade de grãos magnéticos aumenta com a concentração de PU. O número de grãos magnéticos na matriz elastomérica não aumenta depois que a amostra atinge o nível de saturação. Experimentos mecânicos e ópticos mostram que o processo de preparação do elastômero (casting) introduz uma anisotropia estrutural nas amostras opticamente isotrópicas. Esse fato foi evidenciado pelas medidas do módulo de Young e orientação do eixo óptico das amostras sob estiramento. A dependência da diferença de fase e consequentemente da birrefringência óptica em amostras puras, após inflação com tolueno e dopadas com ferrofluido, com a deformação é linear. O coeficiente de deformação óptico também é linear com a concentração de ferrofluido. Para todos os tempos de inflação em tolueno e ferrofluido as amostras 50/50 e 60/40 foram as que apresentaram maior birrefringência induzida por estiramento.
Título em inglês
Optical and Structural Characterization of Elastomers Dopeds with Ferrofluids
Palavras-chave em inglês
birefringence
doping
Elastomer
ferrofluid
polymer
strain
Resumo em inglês
This work aims the structural, mechanical and optical characterization of urethane/urea elastomers (PU/PBDO), based on polypropylene oxide and polybutadiene diol, pure, after swelling in toluene and doped with ferrofluid. The ratios in weight % of PU and PBDO used are 40/60, 50/50, 60/40 and 80/20. The structural analysis were made through of polarized light microscopy, atomic and magnetic force microscopy, and confocal laser scanning microscopy techniques in such was verified that films are isotropics and autofluorescents. The sample after swelling with toluene does not present difference in its texture compared with pure sample. Doped samples present brown color due the magnetic grains. It was also verified that doping process by swelling of film in solution of ferrofluid with toluene is efficient because the film not shows large aggregates of magnetic grains. Measurements of optical absorption coefficient show that the swelling time of the samples in toluene does not modify significantly these films. We verified that the immersion time of the film in the solution of ferrofluid with toluene, to incorporate in the greatest quantity of magnetic grains in samples, increases with the PU concentration. The number of magnetic grains in the elastomeric matrix does not increase after the samples reach the saturation level. Mechanical and optical experiments show that the elastomer preparation procedure (casting) introduces a structural anisotropy in the optically isotropic sample. This result was evidenced by the measurements of the Young's module and orientation of the sample's optic axis under stretching. The dependence of phase shift, and, consequently the optical birefringence, with strain in pure, after swelling in toluene and doped with ferrofluid samples, is linear. The strain-optic coefficient is linear with the concentration of ferrofluid. For all the swelling time in toluene and ferrofluid the 50/50 and 60/40 samples were those that present the greatest induced birefringence under stretching.
 
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Data de Publicação
2007-05-29
 
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  • SENA, C, et al. Free-standing Urethane/Urea elastomer films undoped and doped with ferronanoparticles [doi:10.1140/epje/i2011-11009-8]. The European Physical Journal. E, Soft Matter [online], 2011, vol. 34, p. 9.
  • SENA, C, GODINHO, M H, and Neto, A.M.F. Optical characterization of urethane/urea elastomers undoped and doped with magnetic nanoparticles subjected to a uniaxial strain [doi:10.1063/1.2786921]. Journal of Applied Physics [online], 2007, vol. 102, p. 073524.
  • Sena, C., et al. Liquid crystalline cellulosic elastomers: free standing anisotropic films under stretching [doi:10.1007/s10570-011-9575-2]. Cellulose (London) [online], 2011, vol. 18, p. 1151-1163.
  • SENA, C, et al. Stress-induced birefringence in elastomers doped with ferrofluid magnetic particles: mechanical and optical investigation. In The third Moscow International Symposium on Magnetism, Moscou, 2005. Journal of Magnetism and Magnetic Materials., 2006.
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