Físico-química de Blendas e Compósitos Poliméricos

De Maria Gorette Cavalcante e Roberta Patricia Medeiros de Maria

Físico-Química de blendas e compósitos poliméricos é um livro que procura fornecer informações úteis à compreensão das correlações entre estrutura e propriedades elétricas motivado pela enorme potencialidade de utilização desses materiais em dispositivos eletrônicos que sejam capazes de produzir e estocar energia, como baterias secundárias, supercapacitores e células solares. Com essa perspectiva, deu-se ênfase ao entendimento das propriedades físico-químicas de eletrólitos poliméricos sólidos em forma de blendas e compósitos, uma vez que esses sistemas são de grande interesse para a Química, a Física e a Ciência dos Materiais.

• Idioma: Português
• Editora: Editora Appris
• Data de lançamento: 4 de nov. de 2019
• ISBN: 9788547322540

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COMITÊ CIENTÍFICO DA COLEÇÃO ENSINO DE CIÊNCIAS

Dedicamos este trabalho a Deus, nossos familiares e os colegas que contribuem para a pesquisa e o estudo das propriedades físico-químicas de novos materiais e, portanto, cooperam para o desenvolvimento da Química enquanto ciência das transformações.

Agradecimentos

Agradecemos aos nossos mestres de graduação e pós-graduação pelo convite e acolhimento à ciência.

Ao Programa de Pós-Graduação em Química do Instituto de Química/UFRN e à Capes pelo financiamento das pesquisas desenvolvidas.

PREFÁCIO

Desde as nossas origens a Natureza já nos tinha brindado com os compósitos (ossos e a madeira) fundamentais para a nossa vida.

Luiz Seixas das Neves

É muito comum encontrarmos, como marco civilizatório da nossa sociedade, materiais produzidos em várias épocas da nossa civilização; tomemos como exemplo o ferro (idade do Ferro), e o primeiro artefato sintético produzido pelo homem, o bronze (idade do Bronze). Muito provavelmente, no futuro, poderá vir a ser conhecida a Idade do Plástico.

Em 1934, foi sintetizado o primeiro compósito cuja natureza química foi classificada como polímero, conhecimento comumente como plástico. Com o advento do pós-guerra, esse material adquire uma importância fundamental na nossa sociedade. São inegáveis suas aplicações, que vão desde uma simples escova de dente até um colete à prova de bala, apenas para citar alguns exemplos.

O fato é que a produção desses materiais abrange uma vasta área da pesquisa científica, e suas aplicações alcançam as áreas de saúde, telecomunicações, meio ambiente, eletrônica e, sobretudo, fontes energéticas.

Tendo em vista a crescente demanda da sociedade por novas fontes de energia, há a necessidade cada vez maior de energias renováveis e eficientes, até porque os materiais utilizados atualmente como ligas metálicas, compostos cerâmicos e mesmo os polímeros, passaram a não atender a determinadas demandas requeridas e empregadas nas novas tecnologias.

Nesse cenário, surgem as pesquisas e o desenvolvimento para os novos materiais classificados como Blendas e Compósitos poliméricos, que vêm despertando grande interesse não só da comunidade científica como também do setor industrial das novas tecnologias, pelo fato de a produção desses materiais ser de baixo custo e, relativamente, fácil de produzir.

Podemos definir uma blenda polimérica como uma mistura física macroscopicamente homogênea sem que haja reação química entre duas ou mais espécies diferentes de polímeros, visando a obter várias propriedades que nenhum dos componentes individualmente apresenta. É importante ressaltar que uma das primeiras pesquisas realizadas para formar compósitos poliméricos sintéticos unindo as propriedades mecânicas dos polímeros e as propriedades óptico-eletrônicas dos óxidos metálicos, sob a forma de gel, apresentou problemas devido à volatilização do solvente e, portanto, vazamento dentro da estrutura da bateria. Atualmente, os eletrólitos poliméricos líquidos têm sido usados como alternativa por serem mais seguros, terem maior durabilidade e melhor flexibilidade da geometria, muito embora não apresentem boa condutividade eletrônica nas CNTP.

Diante dessas circunstâncias, o livro das professoras Roberta Maria e Gorette Cavalcante torna-se de grande relevância, ao abordar as técnicas de produção de blendas e compósitos poliméricos em forma de filme finos autossustentáveis a partir da mistura dos dois polímeros Poli(metacrilato de metila), PMMA, e Poli(etileno glicol), PEG e do óxido de transição tungstato de sódio diidratado.

O PMMA possui boa resistência mecânica, alta rigidez, bom isolante e sua estabilidade térmica depende da taticidade; tem sido utilizado desde a microeletrônica até cosméticos. PEG é um polímero linear resultante da adição de dois óxidos de etileno, não apresenta toxicidade, solúvel em água e em solvente orgânicos e apresenta notáveis propriedades físico-químicas e biológicas. O tungstato diidratado tem propriedades as quais permitem a utilização em semicondutores, sensores químicos e biológicos.

Ao descreverem métodos da produção de blendas e compósitos poliméricos em forma de filme-fino-autossustentável, as autoras deste livro trazem uma grande contribuição tanto na área da pesquisa de novos materiais bem como na aplicação desses compósitos nas diversas áreas.

Abrem-se, assim, possibilidades para aplicação em um cenário atual no qual as demandas exercem forte pressão na busca de alternativas em curto prazo. Portanto, esta obra, por sua característica inovadora, além da importância para a pesquisa científica e a utilização na indústria, trata-se de uma forte contribuição para o ensino na área de eletroquímica.

Natal, fevereiro de 2018.

Professor Luiz Seixas das Neves

Apresentação

Na década de 1970, observou-se o primeiro grande impulso no desenvolvimento e caracterização de condutores iônicos do estado sólido formados a partir da solvatação de sais metálicos em materiais poliméricos. Esses sistemas foram reconhecidos como eletrólitos poliméricos sólidos, com grande potencial no desenvolvimento de baterias de estado sólido de alta densidade de energia e potência; de forma que o interesse científico e tecnológico não parou de crescer, motivado na enorme potencialidade de utilização desses materiais em dispositivos como células de combustíveis, janelas inteligentes e células fotoeletroquímicas.

Atualmente, diante da alta demanda de energia, há uma busca intensa e incessante por fontes renováveis e não poluentes, mas que