Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Tecnologia verde para estabilização termo-oxidativa de isoladores de silicone
Autor(es): ARAÚJO, Lívia Cecília dos Passos
Primeiro Orientador: GONZÁLEZ, Maria Helena Leyva
metadata.dc.contributor.advisor-co1: WANDERLEY NETO, Estácio Tavares
Resumo: A borracha de silicone (SIR) é utilizada na fabricação de isoladores para transmissão de energia elétrica. A adição de alguns aditivos pode, de uma maneira eficiente, melhorar a resistência à degradação térmica da SIR. Neste trabalho foi desenvolvido e estudado um aditivo baseado no complexo Zn(II)-Curcumina como estabilizante térmico da borracha de silicone. O complexo Zn(II)-Curcumina foi sintetizado a partir da reação de curcumina com sulfato de zinco (ZnSO4.7H20), numa razão molar de 1:1 em solução de metanol, mantida em refluxo por 2 horas. O complexo metálico foi incorporado na borracha de silicone nas composições de 2%, 4%, 6%, 8% e 10% em peso. As análises espectroscópicas confirmaram a síntese do complexo Zn(II)-Curcumina. O UV-Vis mostrou transições eletrônicas ππ* e nπ* em 435 nm e 450 nm, respectivamente. A espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) mostrou o desaparecimento das bandas dos grupos (C=O) em 1743 cm-1 e C(O)-C em 1367 cm-1, no complexo Zn(II)-Curcumina. A difração de raio X (DRX) mostrou que tanto a curcumina quanto o complexo são materiais cristalinos e permitiu estimar o tamanho médio dos cristais através da Equação de Debye-Scherrer’s. A análise de Microscopia Eletrônica de Varredura com Energia Dispersiva (MEV-EDS), mostrou uma morfologia diferente no complexo metálico (agregados irregulares e elevada porosidade). As composições de borracha de silicone contendo o complexo metálico (Zn(II)-Curcumina/SIR) foram caracterizadas pelo teor de gel, ângulo de contato, FTIR, MEV-EDS, análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e tempo de oxidação indutivo (OIT). O teor gel das composições Zn(II)-Curcumina/SIR mostrou que a adição do complexo não muda significativamente o grau de reticulação da borracha. Se observou um aumento do grau de hidrofobicidade com a incorporação do complexo metálico na matriz da borracha. O FTIR confirmou a incorporação do complexo Zn(II)-Curcumina na borracha. A análise de TGA mostrou que a incorporação do complexo metálico não muda o perfil de degradação da SIR, observando-se um significativo aumento na estabilidade térmica da SIR para composições do complexo metálico acima de 8% em peso. O estudo dinâmico da reação de cura por DSC mostrou que a incorporação do complexo Zn(II)-Curcumina não afeta a reação de cura.
Abstract: Silicone rubber (SIR) is used in the manufacture of insulators for transmitting electrical energy. The addition of some additives can efficiently improve the resistance to thermal degradation of SIR. In this work, an additive based on the Zn(II)-Curcumin complex was developed and studied as a thermal stabilizer of silicone rubber. The Zn(II)-Curcumin complex was synthesized from the reaction of curcumin with zinc sulfate (ZnSO4.7H20), in a molar ratio of 1:1 in methanol solution, kept at reflux for 2 hours. The metal complex was incorporated into silicone rubber in compositions of 2%, 4%, 6%, 8% and 10% by weight. Spectroscopic analyzes confirmed the synthesis of the Zn(II)-Curcumin complex. UV-Vis showed ππ* and nπ* electronic transitions at 435 nm and 450 nm, respectively. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) showed the disappearance of the bands of the groups (C=O) at 1743 cm-1 and C(O)-C at 1367 cm-1, in the Zn(II)-Curcumin complex. X-ray diffraction (XRD) showed that both curcumin and the complex are crystalline materials and allowed the average crystal size to be determined using the Debye-Scherrer’s Equation. Energy Dispersive Scanning Electron Microscopy (SEM-EDS) analysis showed a different morphology in the metallic complex (irregular aggregates and high porosity). The silicone rubber compositions containing the metal complex (Zn(II)-Curcumin/SIR) were characterized by gel content, contact angle, FTIR, SEM-EDS, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and inductive oxidation time (OIT). The gel content of the Zn(II)-Curcumin/SIR compositions showed that the addition of the complex does not significantly change the degree of crosslinking of the rubber. An increase in the degree of hydrophobicity was observed with the incorporation of the metal complex into the rubber matrix. FTIR confirmed the incorporation of the Zn(II)-Curcumin complex into the rubber. The TGA analysis showed that the incorporation of the metal complex does not change the degradation profile of the SIR, observing a significant increase in the thermal stability of the SIR for concentrations of the metal complex above 8% by weight. The dynamic study of the curing reaction by DSC showed that the incorporation of the Zn(II)-Curcumin complex does not affect the curing reaction.
Palavras-chave: Silicone
Isoladores de silicone
Tecnologia verde
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IFQ - Instituto de Física e Química
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Ciência e Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4040
Data do documento: 1-Mar-2024
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