Influência da dispersão do GO e RGO em nanocompósitos em aplicações de membranas para permeação de gases em recobrimentos do aço API 5L X80 de poliuretano

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Tipo do documento:	Dissertação
Título:	Influência da dispersão do GO e RGO em nanocompósitos em aplicações de membranas para permeação de gases em recobrimentos do aço API 5L X80 de poliuretano
Título(s) alternativo(s):	Influence of dispersion of GO and RGO on polyurethane nanocomposites to applications of membranes in gas permeation and API 5L steel coatings
Autor:	Silva, Alessandro Eronides de Lima
Primeiro orientador:	Campos, José Brant de
Primeiro coorientador:	Vilani, Cecília
Primeiro membro da banca:	Peripolli, Suzana Bottega
Segundo membro da banca:	Nachez, Juan Lucas
Resumo:	As pesquisas desenvolvidas no setor de revestimento têm como um dos principais focos a melhoria das propriedades da superfície como a diminuição do desgaste, e maior adesão. Nesse sentido, os nanocompósitos poliméricos têm atraído recentemente grande atenção. A produção de nanocompósitos é mais barata e é possível revestir substratos de aço com um processo simples. Nanocompósitos de grafeno oxidado combinado com polímero tem mostrado ser uma barreira impermeável a gases e líquidos, desta forma tem atraído um interesse particular para aplicações em componentes industriais de petróleo e gás. Em muitos casos, os nanorecobrimentos atuam como uma película protetora que pode prevenir futuros problemas de corrosão e prolongar a vida útil dos dispositivos. Neste trabalho, relatamos a influência da dispersão de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (RGO) na matriz do poliuretano para estudos de permeação de gás e de resistência ao atrito em aço inoxidável (X80 API 5L), para endossar seu uso para proteção mecânica e química. Verificamos a influência do uso da ponteira ultrassônica na dispersão dos nanocompósitos de grafeno/poliuretano. As amostras obtidas foram testadas em um sistema de permeação de gases e de análise de resistência ao desgaste. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica, microscopia de força atômica e espectroscopia Raman. As medições de atrito foram realizadas usando um microtribômetro CTER em uma geometria de contato bola sobre disco usando uma esfera de aço inox como contracorpo. Foi observado através das análises de microscopia que os filmes poliméricos com nanocompósitos dispersos em ponteira ultrassônica apresentaram superfícies livres de aglomerados, ao contrário daquelas amostras que foram sintetizadas a partir de GO e RGO dispersos em ultrassom de bancada. Os testes de atrito mostraram uma redução do COF (coeficiente de atrito) com o grafeno oxidado usando dispersão ultrassônica. Os testes de permeação de gases mostraram que filmes compostos por GO apresentaram uma redução de 19% em relação ao CO2 e 26% em relação ao N2. Os filmes modificados com RGO tiveram a permeabilidade reduzida em 13% em relação ao CO2 e 25% em relação ao N2
Abstract:	The coating industry has been working to improve the surface properties as wear, adhesion and wettability. In this sense, polymer nanocomposites have recently attracted major attention. The nanocomposites production is cheaper and it is possible to coat over steel substrates with a simple step process. The graphene oxide, combined with polymers, has shown an impermeable nanocomposite barrier to gases and liquids and from this perspective it has attracted a particular interest for applications on oil and gas industrial parts. In many cases, nanocoating acts as protective film that may prevent future corrosion problems and extend the devices lifetime. The polymer membranes have a more efficient function than the polymer membranes. In this work, we report the influence of dispersion of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) on polyurethane for gas permeation and friction behavior studies on steel stainless (X80 API 5L), to endorse its use for mechanical and chemical protection applications. We have produced graphene/polyurethane nanocomposites and subsequently dispersed using an ultrasonic tip. The samples obtained have been tested in a permeation analysis system and friction analysis. The samples were studied by scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy. Force atomic microscopy and Raman Spectroscopy. Friction measurements were performed using a CTER micro-tribometer in a ball-on-disk contact geometry using an inox steel ball as counter body. Friction tests showed a reduction in COF (coefficient of friction) with graphene oxide using ultrasonic dispersion. Gas permeation tests showed that films composed by GO had a reduction of 19% in relation to CO2 and 26% in relation to N2. The modified films with RGO had the permeability reduced by 13% in relation to CO2 and 25% in relation to N2
Palavras-chave:	Mechanical engineering Nanocomposites (Materials) Carbon Metal coating Surfaces (Technology) Material strength Stainless steel Graphene oxide Gas permeation Friction measurements Ultrasonic dispersion Engenharia mecânica Nanocompósitos (Materiais) Carbono Revestimento em metal Superfícies (Tecnologia) Resistência de materiais Aço inoxidável Grafeno oxidado Permeação de gases Medições de atrito Dispersão ultrassônica
Área(s) do CNPq:	ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
Idioma:	por
País:	Brasil
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Citação:	SILVA, Alessandro Eronides de Lima. Influência da dispersão do GO e RGO em nanocompósitos em aplicações de membranas para permeação de gases em recobrimentos do aço API 5L X80 de poliuretano. 2019. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16420
Data de defesa:	21-Out-2019
Aparece nas coleções:	Mestrado em Engenharia Mecânica

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Dissertação - Alessandro Eronides de Lima Silva - 2019 - Completo.pdf		4,68 MB	Adobe PDF	Baixar/Abrir Pré-Visualizar ×

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