Síntese e caracterização de partículas de SiO2 e SiO2/polímero : uma análise sistemática de metodologias para obtenção de morfologias complexas.

Abstract

Partículas coloidais de morfologias complexas podem ser definidas como estruturas de escalas micro e/ou nanométrica que não possuem forma esférica. As morfologias não convencionais desses materiais são interessantes já que conferem aos mesmos propriedades diferenciadas, o que abre possibilidades em aplicações como catálise, componentes óticos e eletrônicos, sensores, materiais compósitos e revestimentos funcionais. Dentro da diversidade de composições das partículas de morfologias complexas, as formadas por óxidos, polímeros, ou da mistura entre eles, são destaque, podendo ser obtidas a partir de diversos métodos e precursores. Essa tese teve como objetivo sintetizar e caracterizar partículas com morfologias complexas utilizando diferentes estratégias que envolveram processos de síntese, modificação e polimerização. Cinco morfologias foram estudadas: partículas de SiO2 com forma alongada obtidas em emulsão e que variações nos parâmetros de síntese deram origem a estruturas com morfologias similares a (i) bastões e (ii) serpentes; partículas com morfologia de (iii) pirulitos e composição SiO2/polímeros obtidas por polimerização radicalar por transferência de átomo; partículas com morfologia de (iv) bonecos de neve e composição SiO2/poliestireno obtidas por polimerização em emulsão; e partículas com morfologia de (v) flores e composição SiO2/PMMA obtidas por polimerização em dispersão. Foram realizados estudos sobre influências dos parâmetros de síntese na morfologia final das partículas obtidas e possíveis processos de crescimento foram discutidos e comparados com informações elucidadas na literatura. Técnicas como MEV, MET, FTIR, adsorção de N2, DLS, MFA, FTIR e termogravimetria foram empregadas nas etapas de caracterizações das estruturas. No final do trabalho, foi realizada uma análise detalhada sobre as metodologias de síntese e das características das partículas obtidas em cada uma delas. Essa análise permitiu avaliar o que foi desenvolvido de forma sistemática, discutindo características positivas e desvantagens a partir de um ponto de vista aplicado e funcional, que analisa possibilidades de emprego das partículas em largas escalas. Os resultados mostraram que das cinco morfologias estudadas, três apresentaram formas definidas de acordo com o esperado, as com forma de bastões, de serpentes e de flores. As três apontaram viabilidade no processo de síntese, já que os mesmos foram reprodutíveis e a avaliação das metodologias sugeriu possibilidade de obtenção em largas escalas. Além disso, as três morfologias exibiram facilidade na dispersão das estruturas em solventes polares como água e etanol sem ocorrência de aglomerações, indicando potencial das partículas para serem incorporadas em diferentes matrizes.