Title

Influência do óxido de grafeno nas propriedades térmicas da fibra natural Calotropis procera

Influence of graphene oxide on the thermal properties of the natural fiber Calotropis procera

Authorship

MATIAS, NATHALIA BATISTA LOPES; SILVA, FÁBIO LACERDA DA; BITTENCOURT, JOÃO VICTOR; MAGALHÃES, CAMILA PRUDENTE; FIALHO, BONIFÁCIO DE OLIVEIRA; VITORAZI, LETÍCIA; COSTA, ULISSES OLIVEIRA

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FIALHO, BONIFÁCIO DE OLIVEIRA

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VITORAZI, LETÍCIA

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COSTA, ULISSES OLIVEIRA

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DOI

10.5151/2594-5327-43573

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Abstract

O presente trabalho avaliou a influência da incorporação de óxido de grafeno (GO) nas propriedades térmicas da fibra natural de Calotropis procera. O GO foi sintetizado pelo método de Hummers modificado e incorporado à fibra em diferentes concentrações (0,1; 0,5 e 1,0 mg⋅mL-1). As amostras foram submetidas à secagem controlada e posteriormente caracterizadas por análises termogravimétricas (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), com o objetivo de avaliar a estabilidade térmica, o perfil de degradação e os eventos endotérmicos e exotérmicos associados às transformações térmicas das fibras. Os resultados termogravimétricos indicaram alterações no perfil de degradação térmica das fibras modificadas, com deslocamento dos eventos degradativos de 282,5ºC para 299,1ºC e aumento da massa residual, especialmente para a amostra contendo maior concentração de GO. As curvas DSC evidenciaram modificações nos eventos endotérmicos associados à degradação dos constituintes lignocelulósicos da fibra, indicando influência do GO na estabilidade térmica do sistema. Portanto, a adição do óxido de grafeno promoveu melhoria no comportamento térmico da fibra de Calotropis procera, demonstrando seu potencial para aplicação em materiais que exijam maior resistência térmica.

This study evaluated the influence of graphene oxide (GO) incorporation on the thermal properties of natural fiber Calotropis procera. The GO was synthesized using the modified Hummers method and incorporated into the fiber at different concentrations (0,1; 0,5 and 1,0 mg⋅mL-1). The samples were subjected to controlled drying and subsequently characterized by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) in order to evaluate thermal stability, degradation profile, and the endothermic and exothermic events associated with the thermal transformations of the fibers. The thermogravimetric results indicated changes in the thermal degradation profile of the modified fibers, with a shift in the degradation events from 282.5°C to 299.1°C and an increase in residual mass, especially for the sample containing the highest GO concentration. The DSC curves revealed modifications in the endothermic events associated with the degradation of the lignocellulosic constituents of the fiber, indicating the influence of the GO on the thermal stability of the system. Therefore, the incorporation of graphene oxide improved the thermal behavior of Calotropis procera fiber, demonstrating its potential application in materials that requires greater thermal resistance.

Keywords

Fibras Naturais, Óxido de Grafeno, Calotropis procera, Análises Térmicas

Nature Fibers, Graphene oxide, Calotropis procera, Thermal Analysis