Sensores baseados em compósitos termoplásticos com partículas cerâmicas que associem propriedades de sensoriamento, facilidade de processamento, adequadas propriedades mecânicas e boa flexibilidade são alvo de muitas pesquisas. Os estudos que visam à elaboração de filmes flexíveis de materiais compósitos baseados em ionômeros poliméricos-PZT, com frações volumétricas menores que 10% v/v PZT, para sensoriamento de danos em estruturas aeronáuticas são pouco explorados. Nestes estudos, preparou-se filmes de compósitos à base de copolímero EMAA(Na⁺) e de terpolímero EMAABA(Zn²⁺) com espessuras entre 50 e 100 μm. Foram utilizadas diferentes frações volumétricas de micropartículas cerâmicas de PZT nos compósitos SNaPZTx e SZnPZTx, sendo x iguais a 1, 3, 5 e 7% v/v de PZT. Dispersou-se o PZT na matriz por extrusão em equipamento com dupla rosca cônica e moldou-se os filmes por compressão a quente. Os filmes de matriz polimérica sem o PZT (SNa0 e SZn0) e seus respectivos compósitos (SNaPZTx e SZnPZTx) foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) e tração mecânica. Avaliou-se, por espectroscopia de impedância, a polarização dos filmes usando campo elétrico em banho de óleo de silicone com posterior determinação do coeficiente de carga piezoelétrico (d₃₃). Por espectroscopia de impedância, avaliou-se também as tendências da constante dielétrica (ε) e da condutividade elétrica nos filmes. Apresentou-se também testes para uma avaliação qualitativa da capacidade de sensoriamento dos filmes de compósitos. As melhores dispersões de PZT foram para as frações volumétricas de 3 e 5% para ambas matrizes termoplásticas. As análises térmicas (DSC e TG), os ensaios por DMTA e tração mecânica revelaram que as propriedades térmicas, mecânicas e termomecânicas não foram prejudicadas com a adição do material cerâmico. Mesmo sem polarização foi possível determinar sinais de propriedades elétricas, sendo os filmes compósitos SNaPZT1, SNaPZT3 e SZnPZT7 os que melhor responderam. Uma vez que não houve prejuízos nas diferentes propriedades avaliadas dos filmes de compósitos e com base nos resultados qualitativos dos testes para avaliar a capacidade de sensoriamento, conclui-se que é viável a aplicação dos filmes para monitoramento de danos estruturais.

Piezoeletric sensors are based on thermoplastic composites with ceramic particles, which has sensor properties, easy processing, adequate mechanical properties and good flexibility have been researched. The studies that goal to produce flexible films of composite materials based on ionomers-PZT, and volume fractions lower than 10% v/v PZT, in order to monitor damage in aeronautical structures are low investigated. In the present study, it was obtained composite films based on EMAA(Na⁺) copolymer and EMAABA(Zn²⁺) terpolymer with thickness of 50-100 μm. It was used different volume fractions of PZT ceramic microparticles of SNaPZTx e SZnPZTx composites, where x is equal to 1, 3, 5 and 7% v/v of PZT. It was dispersed the PZT in the matrix via extrusion by using an equipment with double conic screws. After, the extruded was molded by using a hot press in order to obtain the flexible film. The films of polymer matrix without PZT (SNa0 and SZn0) and their respective composites (SNaPZTx and SZnPZTx) were characterized by X-ray diffraction (DRX), differential scanning calorimetric (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and mechanical tensile test. By using impedance microscopy, it was evaluated the piezoelectric coefficient (d₃₃) of polarized films via electrical filed in silicon oil bath. By using impedance spectroscopy, it was also analyzed the tendency of the dielectric constant (ε) and the electrical conductivity of the films. Better dispersions of the PZT were found for volume fractions of 3 and 5% considering both thermoplastic matrixes. The thermal analysis (DSC and TG), and the DMTA results, as well as tensile tests showed that the thermal, mechanical and thermomechanical properties were not harmed with the addition of ceramic material. Even without polarization, it was possible to determine electrical signals (and properties), and SNaPZT1, SNaPZT3 e SZnPZT7 composites showed better responses. Considering that there were not harm effects for different properties of the composite films and based on the qualitative results of the test to evaluate the sensing capacity, it is possible to conclude that is feasible to apply the films for monitoring damage in structures.