Cover Image

Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.

Main Author: Rocha, Charles de Assis Oliveira
Other Authors: Ceschin, Artemis Marti
Format: Tese
Language: Português
Inglês
Published: 2020
Subjects:
Filmes poliméricos
Fluoreto de vinilideno
Dihidrogenofosfato de potássio
Nanocompósitos
Online Access: https://repositorio.unb.br/handle/10482/37012
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
id ir-10482-37012
recordtype dspace
spelling ir-10482-370122020-02-28T19:20:37Z Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos Preparation and characterization of PVDF / KDP nanocomposites films for application in piezoeletric devices Rocha, Charles de Assis Oliveira Ceschin, Artemis Marti Paterno, Leonardo Giordano Filmes poliméricos Fluoreto de vinilideno Dihidrogenofosfato de potássio Nanocompósitos Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019. Sensores a base de filmes poliméricos têm recebido grande atenção nos últimos anos devido ao seu custo relativamente baixo e à diversidade de aplicações que oferecem. Além da possibilidade de miniaturização, polímeros oferecem vantagens em relação aos materiais tradicionalmente usados tais como, o fato de serem notavelmente flexíveis, apresentarem facilidade de processamento e relativa biocompatibilidade. O presente trabalho descreve um método de preparo da mistura entre poli (fluoreto de vinilideno) - PVDF e dihidrogenofosfato de potássio - KDP, ambos ferroelétricos e piezoelétricos. O primeiro deles é um polímero semicristalino e o segundo é um sal inorgânico. Investiga-se a possibilidade de que cristais de KDP, dispersos em uma matriz de PVDF, possam melhorar as propriedades microestruturais e dielétricas do PVDF. Sob esse pretexto, PVDF e KDP foram dissolvidos em água/dimetilformamida (DMF) a 60 C. As misturas foram depositadas em placas de petri, por derramamento, para obtenção de filmes do compósito e enfim depositadas em estufa, também a 60 C, para secagem e cristalização. A fim de caracterizar os filmes obtidos foram utilizadas várias técnicas tais como Espectroscopia de Raios-X com Dispersão em Energia (EDS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). Estimativa baseada na equação de Scherrer previram o tamanho dos cristalitos de KDP na ordem da nano-escala. Os exames dos espectros de DRX mostraram alterações na cristalinidade dos filmes em função do teor de KDP. Os exames por DSC confirmaram tais alterações e apontaram a concentração de 0,5 % em massa de KDP como um ponto ótimo de cristalinidade do compósito. O FT-IR confirmou a possibilidade de ajustar a intensidade dos picos de fase alfa ( ) e beta ( ) no polímero através dos adição de água e KDP. Finalmente, a constante dielétrica, a condutividade elétrica e o fator de perda dielétrica dos novos materiais à temperatura ambiente foram determinados. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF) e Instituto Federal do Norte de Minas Gerais (IFNMG). Sensors based on polymer films have received great attention in recent years due to their relatively low cost and the diversity of applications they offer. In addition to the possibility of miniaturization, polymers offer advantages over traditionally used materials such as being remarkably flexible, easy to process and relatively biocompatible. The present work describes a method of preparation of the mixture between polyvinylidene fluoride - PVDF and potassium dihydrogen phosphate - KDP, both ferroelectric and piezoelectric. The first of these is a semicrystalline polymer and the second is an inorganic salt. It is investigated the possibility that KDP crystals, dispersed in a PVDF matrix, can improve the microstructural and dielectric properties of PVDF. Under this pretext, PVDF and KDP were dissolved in water/dimethylformamide (DMF) at 60 C. The mixtures were deposited in petri dishes by casting to obtain films of the composite and finally deposited in an oven, also at 60 C, for drying and crystallization. In order to characterize the films obtained, a number of techniques were used, such as Energy Scattering X-ray Spectroscopy (EDS), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy FT-IR) and Exploratory Differential Calorimetry (DSC). Estimates based on the Scherrer equation predicted the size of KDP crystallites in the order of nanoscale. The XRD spectra showed changes in the crystallinity of the films as a function of the KDP content. DSC examinations confirmed such changes and pointed to the concentration of 0.5% by mass of KDP as an optimal point of crystallinity of the composite. The FT-IR confirmed the possibility of adjusting the intensity of the alpha ( ) and beta ( ) phase peaks in the polymer through the water and KDP contents. Finally, the dielectric constant, the electrical conductivity and the dielectric loss factor of the new materials at room temperature were determined. 2020-02-28T19:20:36Z 2020-02-28T19:20:36Z 2020-02-28 2019-06-28 Tese ROCHA, Charles de Assis Oliveira. Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos. 2019. xviii, 76 f., il. Tese (Doutorado em Engenharia de Sistemas Eletrônicos e Automação)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019. https://repositorio.unb.br/handle/10482/37012 Português Inglês Acesso Aberto A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. application/pdf
institution REPOSITORIO UNB
collection REPOSITORIO UNB
language Português
Inglês
topic Filmes poliméricos
Fluoreto de vinilideno
Dihidrogenofosfato de potássio
Nanocompósitos
spellingShingle Filmes poliméricos
Fluoreto de vinilideno
Dihidrogenofosfato de potássio
Nanocompósitos
Rocha, Charles de Assis Oliveira
Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos
description Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.
author2 Ceschin, Artemis Marti
format Tese
author Rocha, Charles de Assis Oliveira
author_sort Rocha, Charles de Assis Oliveira
title Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos
title_short Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos
title_full Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos
title_fullStr Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos
title_full_unstemmed Preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de PVDF/ KDP para aplicação em dispositivos piezoelétricos
title_sort preparação e caracterização de filmes de nanocompósitos de pvdf/ kdp para aplicação em dispositivos piezoelétricos
publishDate 2020
url https://repositorio.unb.br/handle/10482/37012
_version_ 1672205919741542400
score 13.657419

Similar Items