Title

Estabilidade térmica e comportamento de degradação de nanocompósitos epoxídicos funcionalizados com óxido de grafeno

Thermal stability and degradation behavior of epoxy nanocomposites functionalized with graphene oxide

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

10.5151/2594-5327-44377

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Abstract

Este trabalho investiga a estabilidade térmica de nanocompósitos epoxídicos reforçados com serragem de tauari e funcionalizados com óxido de grafeno (OG) (0,1%, 0,2% e 0,5%). Análises de termogravimetria (TG), termogravimetria derivada (DTG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) avaliaram o comportamento de degradação. A TG revelou temperaturas iniciais de degradação de 145,08 °C (0,1% OG), 112,67 °C (0,2% OG) e 139,17 °C (0,5% OG). A DTG indicou taxa máxima de decomposição entre 360 °C e 364 °C, com a amostra de 0,2% OG atingindo a maior taxa (-11,52 %/min), sugerindo dispersão menos eficiente. A massa residual a 600 °C evidenciou a formação de uma rede carbonácea protetora: 14,59% (0,1% OG), 15,94% (0,2% OG) e 15,44% (0,5% OG). Além disso, as curvas de DSC mostraram que a adição de 0,5% de OG desloca o sinal térmico para cerca de 200 °C, indicando um aumento da temperatura de transição vítrea (Tg). Conclui-se que o OG atua como um escudo térmico de sacrifício, elevando a estabilidade e a rigidez estrutural do compósito sob aquecimento, sendo a homogeneidade da dispersão o fator crítico para o retardamento efetivo da degradação.

This work investigates the thermal stability of epoxy nanocomposites reinforced with tauari sawdust and functionalized with graphene oxide (GO) (0.1%, 0.2%, and 0.5%). Thermogravimetry (TG), derivative thermogravimetry (DTG), and differential scanning calorimetry (DSC) analyses evaluated the degradation behavior. TG revealed initial degradation temperatures of 145.08 °C (0.1% GO), 112.67 °C (0.2% GO), and 139.17 °C (0.5% GO). DTG indicated a maximum decomposition rate between 360 °C and 364 °C, with the 0.2% GO sample reaching the highest rate (-11.52 %/min), suggesting less efficient dispersion. The residual mass at 600 °C evidenced the formation of a protective carbonaceous network: 14.59% (0.1% GO), 15.94% (0.2% GO), and 15.44% (0.5% GO). Furthermore, DSC curves showed that the addition of 0.5% GO shifts the thermal signal to around 200 °C, indicating an increase in the glass transition temperature (Tg). It is concluded that GO acts as a sacrificial thermal shield, elevating the stability and structural rigidity of the composite under heating, with the dispersion homogeneity being the critical factor for effectively delaying degradation.

Keywords

Nanocompósitos epoxídicos, Óxido de grafeno, Serragem de tauari, Estabilidade térmica, Degradação térmica

Epoxy nanocomposites, Graphene oxide, Tauari sawdust, Thermal stability, Thermal degradation