Preparação e caracterização de organo-argila nanoestruturada

Abstract

A preparação de materiais compósitos que combinam componentes rígidos com materiais flexíveis consiste em uma estratégia promissora para o desenvolvimento de aplicações em diversas áreas, devido à possibilidade de controlar suas propriedades. Esta dissertação apresenta um estudo experimental sobre a preparação de uma organo-argila a partir da combinação de argila esmectita com um surfactante não-iônico. As propriedades estruturais e a auto-organização desses sistemas foram investigadas por meio das técnicas de difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS) e espalhamento dinâmico de luz (DLS). As nanopartículas da argila comercial utilizada (Montmorilonita – Mt) apresentaram alta polidispersão e um tamanho elevado que impossibilitaria a combinação dos dois sistemas, de modo que um protocolo de fracionamento em tamanhos foi desenvolvido e culminou na redução do tamanho médio das partículas, assim como do desvio padrão. O surfactante utilizado se organiza em uma fase lamelar, composta por um empilhamento regular de bicamadas de moléculas anfifílicas separadas por uma camada de água. Assim, é possível controlar a configuração geométrica por meio do nível de hidratação, o que é particularmente interessante por permitir um controle do nível de confinamento das nanopartículas de argila entre as bicamadas. As organo-argilas preparadas neste trabalho tiveram sua estrutura investigada por meio da técnica de SAXS e os resultados mostram que a adição da argila introduziu modificações na estruturação da fase lamelar, indicando que houve incorporação. Através da análise das distâncias características de cada sistema, foi possível propor uma forma de organização desses compostos na solução.