Title

CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DE COMPÓSITOS POLIMÉRICOS COM DIFERENTES TEORES DE ÓXIDO DE GRAFENO VIA ESPECTROSCOPIA RAMAN

STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF POLYMER COMPOSITES WITH DIFFERENT GRAPHENE OXIDE CONTENTS VIA RAMAN SPECTROSCOPY

Authorship

FONSECA, CLICIA JOANNA NEVES; NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO; MONTEIRO, SERGIO NEVES

FONSECA, CLICIA JOANNA NEVES

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NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

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MONTEIRO, SERGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-5327-42662

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Abstract

Compósitos poliméricos reforçados com nanomateriais têm sido amplamente estudados visando à melhoria de propriedades estruturais. Entre esses nanomateriais, o óxido de grafeno (OG) destaca-se por sua elevada área superficial, funcionalização química e potencial de interação com matrizes poliméricas. Neste trabalho, compósitos de resina epóxi foram funcionalizados com diferentes teores de OG (0,1%, 0,2% e 0,5%) e analisados por espectroscopia Raman visando investigar alterações estruturais induzidas pela adição do reforço. As análises foram realizadas utilizando um microscópio confocal Raman, com excitação por laser de 532 nm. Os espectros revelaram os picos D (~1307 cm⁻¹) e G (~1557 cm⁻¹), cujas intensidades foram utilizadas para calcular a razão ID/IG. Observou-se que a concentração de 0,2% apresentou a menor razão (1,03), indicando menor desordem estrutural. Por outro lado, concentrações inferiores (0,1%) e superiores (0,5%) resultaram em maior ID/IG, sugerindo excesso de defeitos ou aglomeração do GO. Os dados indicam que há uma concentração ideal de OG para manter a organização estrutural dos compósitos. Assim, a espectroscopia Raman mostrou-se eficaz na identificação de alterações estruturais sutis, sendo uma ferramenta estratégica para o ajuste de formulações com vistas ao desempenho otimizado.

POLYMER COMPOSITES REINFORCED WITH NANOMATERIALS HAVE BEEN WIDELY STUDIED FOR ENHANCING STRUCTURAL PROPERTIES. AMONG THESE NANOMATERIALS, GRAPHENE OXIDE (GO) STANDS OUT DUE TO ITS HIGH SURFACE AREA, CHEMICAL FUNCTIONALITY, AND POTENTIAL FOR INTERACTION WITH POLYMER MATRICES. IN THIS STUDY, EPOXY RESIN COMPOSITES WERE FUNCTIONALIZED WITH DIFFERENT GO CONTENTS (0.1%, 0.2%, AND 0.5%) AND ANALYZED BY RAMAN SPECTROSCOPY TO INVESTIGATE STRUCTURAL CHANGES INDUCED BY THE ADDITION OF THE NANOFILLER. THE ANALYSES WERE PERFORMED USING A CONFOCAL RAMAN MICROSCOPE WITH A 532 NM LASER EXCITATION SOURCE. THE SPECTRA REVEALED THE CHARACTERISTIC D (~1307 CM⁻¹) AND G (~1557 CM⁻¹) BANDS, WHOSE INTENSITIES WERE USED TO CALCULATE THE ID/IG RATIO. IT WAS OBSERVED THAT THE 0.2% GO COMPOSITE EXHIBITED THE LOWEST RATIO (1.03), INDICATING REDUCED STRUCTURAL DISORDER. IN CONTRAST, LOWER (0.1%) AND HIGHER (0.5%) CONCENTRATIONS RESULTED IN HIGHER ID/IG VALUES, SUGGESTING AN EXCESS OF DEFECTS OR GO AGGLOMERATION. THE DATA INDICATES THAT THERE IS AN OPTIMAL GO CONCENTRATION TO PRESERVE THE STRUCTURAL ORGANIZATION OF THE COMPOSITES. THUS, RAMAN SPECTROSCOPY PROVED TO BE AN EFFECTIVE TOOL FOR DETECTING SUBTLE STRUCTURAL CHANGES, SUPPORTING ITS STRATEGIC ROLE IN FORMULATION ADJUSTMENTS AIMED AT OPTIMIZED PERFORMANCE.

Keywords

Óxido de Grafeno, Compósitos Poliméricos, Raman, Estrutura.

Graphene Oxide, Polymer Composites, Raman, Structure