Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/50565
Type: Tese
Title: Desenvolvimento e caracterização de nanomembranas de poli (fluoreto de vinilideno-co-hexafluorpropileno) (PVDF HFP), dopadas com nanotubo de carbono e aplicadas na atenuação de ruído
Authors: Suchilla Garcia Leão
First Advisor: Antônio Ferreira Ávila
First Referee: Tulio Hallak Panzera
Second Referee: Patricia Santiago de Oliveira Patricio
Third Referee: Eduardo Bauzer Medeiros
metadata.dc.contributor.referee4: Juan Carlos Campos Rubio
Abstract: Nanomembranas multifuncionais de poli(fluoreto de vinilideno-co-hexafluorpropileno) (PVDF HFP) dopadas com nanotubo de carbono (CNT) foram produzidas utilizando a técnica de electrospinning. A morfologia e as propriedades acústicas do material foram analisadas por diferentes técnicas de caracterização. As imagens obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostram uma diminuição significativa do diâmetro médio das fibras com a incorporação de CNT, devido ao aumento da condutividade elétrica da solução. A técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e a técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) foram usadas para avaliar a cristalinidade das amostras. Os resultados obtidos evidenciam que a técnica de electrospinning pode induzir a formação de fase β e que a adição de nanotubo de carbono também pode promover a cristalização dessa fase desde que seja adicionado em pequenas concentrações. A hidrofobicidade dos nanofios foi estudada a partir do ângulo de contato formado ao aplicar uma gota d’água na superfície das fibras, evidenciando um caráter hidrofóbico para a maioria das nanomembranas. As nanomembranas de PVDF HFP foram associadas a materiais de suporte (aerogel ou melamina) e o comportamento acústico do material composto foi afetado por cada um de seus constituintes individuais. A hipótese de um comportamento semelhante ao ressonador de Helmholtz causado pela combinação nanomembranas e material suporte foi comprovada experimentalmente e por modelos analíticos. A correção analítica proposta do coeficiente de absorção sonora (α) foi capaz de capturar o efeito ressonante. O aerogel por si só não é um componente de isolamento acústico eficaz, mas a associação nanomembrana + aerogel pode levar a coeficientes de absorção sonora em torno de 0,7, na frequência de 6000 Hz. As mudanças na frequência de espuma de melamina de alta (5500 Hz) para média (1600 Hz), com a adição de nanomembranas de PVDF HFP aponta o potencial de uso do compósito produzido, na atenuação de ruído.
Abstract: Multifunctional poly(vinylidene-co-hexafluoropropylene fluoride) (PVDF HFP) nanomembranes doped with carbon nanotube (CNT) were produced using the electrospinning technique. The morphology and acoustic properties of the material were analyzed by different characterization techniques. The images transmitted by Scanning Electron Microscopy (SEM) show a significant decrease in the average diameter of the fibers with the incorporation of CNT, due to the increase in the electrical conductivity of the solution. The Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) technique and the Differential Scanning Calorimetry (DSC) technique were used to evaluate the crystallinity of the samples. The results show that the electrospinning technique can induce the formation of β phase and that the addition of carbon nanotube can also promote the crystallization of this phase as long as it is added in small concentrations. The hydrophobicity of the nanowires was studied from the contact angle formed when applying a drop of water on the surface of the fibers, showing a hydrophobic character for most nanomembranes. PVDF HFP nanomembranes were associated with support materials (airgel or melanin) and the acoustic behavior of the composite material was affected by each of its constituent individuals. The hypothesis of a behavior similar to the Helmholtz resonator caused by the combination of nanomembranes and material support has was confirmed experimentally and by analytical models. The proposed analytical correction of the sound absorption coefficient (α) was able to capture the resonant effect. The aerogel by itself is not an effective sound insulation component, but the nanomembrane + aerogel association can lead to sound absorption coefficients around 0.7 at 6000 Hz frequency. The changes in the frequency of melamine foam from high range (5500 Hz) to mid-range (1600 Hz), with the addition of PVDF HFP nanomembranes, point to the potential for using the composite produced in noise attenuation.
Subject: Engenharia mecânica
Acústica
Som - Equipamento e acessórios
Nanomembranas
Nanotubos de carbono
Ruído elétrico
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/50565
Issue Date: 18-Nov-2022
Appears in Collections:Teses de Doutorado



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.