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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-24112021-113037
Document
Author
Full name
Abel Cardoso Gonzaga Neto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Valera, Ticiane Sanches (President)
Mauler, Raquel Santos
Scuracchio, Carlos Henrique
Title in Portuguese
Avaliação do mecanismo de vulcanização de compostos de EPDM com e sem adição de nanopartículas de óxido de grafeno.
Keywords in Portuguese
Borracha
Elastômeros
Polímeros (Materiais)
Química orgânica
Vulcanização
Abstract in Portuguese
Estudos da literatura já demonstraram que a incorporação de óxido de grafeno (GO) a diferentes tipos de elastômeros pode diminuir de maneira significativa a energia de ativação durante o processo de vulcanização. Entretanto, até o momento, não foram encontrados na literatura trabalhos que tenham utilizado modelos matemáticos para descrever a ação do GO em distintas etapas da vulcanização da borracha de EPDM. Nesse contexto, foi proposta, neste trabalho, a síntese de partículas de óxido de grafeno (GO), empregando-as, a seguir, como reforço em uma matriz de EPDM, para dessa forma propor um mecanismo de reação vulcanização que inclua a participação de nano partículas de GO. O objetivo foi analisar, por meio dos modelos matemáticos de Isayev e de Coran, a cinética de vulcanização de compostos de EPDM com CBS, e, desta forma, verificar a influência da adição de GO nessa reação. Os resultados indicaram que a variação da proporção de acelerador / ZnO altera os valores da constante cinética das semirreações. As formulações dos nanocompósitos sem ZnO apresentaram menor densidade de ligação, quando comparado aos compostos de EPDM sem ZnO. Por outro lado, as formulações dos nanocompósitos com ZnO apresentaram maior densidade de ligação quando comparado aos compostos de EPDM com ZnO. Deste modo, foi possível propor adequações ao mecanismo de vulcanização proposto nos estudos de Wu et al. para as reações na presença de GO, no qual o agente sulfurante ativo polissulfídico (AZn++) reage com o GO formando precursores de ligação cruzada.
Title in English
Vulcanization mechanisms of EPDM compounds with and without addition of graphene oxide nanoparticles.
Keywords in English
Elastomer
Graphene oxide
Kinetics
Rubber
Vulcanization
Abstract in English
Some works have already demonstrated that the incorporation of graphene oxide (GO) to different types of elastomers can significantly decrease the activation energy during the vulcanization process. However, so far, no works have been found in the literature that have used mathematical models to describe the action of GO in different stages of EPDM rubber vulcanization. In this context, this work proposes the synthesis of graphene oxide (GO) particles, using them as reinforcement in an EPDM matrix, in order to propose a vulcanization reaction mechanism that includes the participation of nano particles of GO. The objective was to analyze, through the mathematical models of Isayev and Coran, the vulcanization kinetics of EPDM compounds with CBS, and, in this way, to analyze the influence of the addition of GO in this reaction. The results indicated that the variation of the accelerator / ZnO ratio alters the values of the kinetic constant of the semireactions. Nanocomposites formulations without ZnO showed lower binding density when compared to EPDM compounds without ZnO. On the other hand, the formulations of nanocomposites with ZnO showed higher bonding density when compared to EPDM with ZnO. Thus, it was possible to propose adjustments to the vulcanization mechanism proposed in the studies by Wu et al. for reactions in the presence of GO, in which the polysulfide active sulfuring agent (AZn++) reacts with GO to form cross-linked precursors.
 
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Publishing Date
2021-11-24
 
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