PARAMETRIZAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DO PÓ COMPÓSITO DE POLIAMIDA 12 E GRAFENO

INTRODUÇÃO: A PA12 é um plástico de engenharia importante, devido às suas características mecânicas, utilizado como pó base para formar objetos sólidos via sinterização a laser, uma técnica de impressão 3D. Como resultado do processo de sinterização, há uma perda significativa de material que, apesar de não sinterizado, é exposto a temperaturas que podem alterar suas propriedades. Nesses casos, a quantia de material a ser descartado pode chegar a 70% da quantia inicial. Considerando não apenas custos, mas também preocupações ambientais, já que esse polímero não é degradável, uma alternativa é a reciclagem. No entanto, uma vez que as propriedades do material estão comprometidas, uma opção de incrementar suas propriedades é a adição de carga (filler), utilizada para produção de compósito. OBJETIVOS: O objetivo deste trabalho é, então, a produção de compósitos de PA12 e grafeno, como proposta de reciclagem da PA12 utilizada em processos de sinterização a laser. Para produção de grafeno, optou-se pela esfoliação anódica, método mais eficiente e de alta produtividade. MATERIAIS E MÉTODO: O produto da esfoliação, após enxague em água destilada para remover resíduos do eletrólito e secagem em estufa, foi disperso em ácido fórmico e submetido à sonicação. Para produção do compósito, a PA12 foi dispersa em uma solução de diclorometano e ácido fórmico (3:1), e submetida à agitação mecânica sob aquecimento. À essa solução, adicionou-se o produto da esfoliação eletroquímica em ácido fórmico. A mistura foi mantida em agitação sob aquecimento e, após secagem total dos solventes, o material foi removido e deixado em estufa por 24h. Tanto o produto da esfoliação anódica como o produto da mistura com a PA12, foram caracterizados físico-quimicamente pelas técnicas de DTA, DRX e FTIR. RESULTADOS: O grafeno, a PA12 e o compósito, foram caracterizados morfologicamente por MEV, físico-quimicamente via IFTR, DTA e DRX. O grafeno obtido apresentou características morfológicas no MEV consistentes com as descritas em outros artigos. A análise físico-química do compósito, feita através das técnicas DTA, DRX e FTIR, revelou-se que a matriz polimérica não foi danificada pelo processo de mistura utilizado. Observa-se adicionalmente que a produção do compósito foi bem sucedida, apesar de não ser possível a identificação do grafeno na matriz polimérica via IFTR. Para isso, será necessária a utilização de outras técnicas como, por exemplo, microscopia eletrônica de transmissão. CONSIDERAÇÕES FINAIS: As análises realizadas no produto da esfoliação, mesmo que comparadas com a literatura, não permitiram identificar o produto como grafeno, de forma que como resultado da esfoliação tenha-se obtido apenas grafita reduzida. Como esperado verificou-se que a mistura entre os materiais foi obtida, e que a exposição da PA12 aos solventes sob temperatura não alterou sua cristalinidade nem suas propriedades térmicas.

PALAVRAS-CHAVE: Poliamida 12; Grafeno; Esfoliação eletroquímica; Compósito de PA12/GO; Reciclagem da PA12