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dc.contributor.authorRenda, Carmen Greice
dc.date.accessioned2019-09-20T20:13:48Z
dc.date.available2019-09-20T20:13:48Z
dc.date.issued2019-08-14
dc.identifier.citationRENDA, Carmen Greice. Estudo da indução da grafitização da resina fenólica fenol/formaldeído. 2019. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11874.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11874
dc.description.abstractAmong the probable carbon sources, there are the polymers, as the phenolic resin, which produces residual carbon around 60% wt./wt. after thermal treatment. It is classified as non-graphitizable, because it has not graphitic lamellaes until temperatures between 2600°C and 3000°C. To organize carbon in temperatures around 1000°C, the catalytic graphitization was suggested, where the phenolic resin receives metallic and/or inorganic agents. Thus, three resins received the agents (ferrocene, boric acid and exfoliated graphite) and they were compared, in specific conditions of processing, to induce turbostratic or graphitic structures. Turbostratic structures have organization beyond 1 nm and graphitic fragments or graphene sheets stacked in almost parallel organizations. Graphitic structures have parallel sheets stacked. Phenolic resins with any graphitic organization would be useful in refractories or for technological applications, depending on the agents used for this induction. Materials with higher lamellae organization could reduce production costs, polydispersivity and increase their efficiency. The study was divided in three stages. In the first stage, some of the proposed procedures proved viability to this route. The best results of the organization level were between 58 and 61% and were obtained for the ferrocene agent, with thermal treatment with more isothermic steps until 1000°C/5h. After the second treatment, until 1400°C/5h, were between 60 and 65%. In the second stage was evaluated the mixing procedure in the carbon organization, the higher organization (70%) was inducted with laboratory stirrer and ultrasonic mixer, with the synthesized modified-novolak resin and ferrocene. In the third stage, the systematically evaluating the thermal decomposition of ferrocene showed phases with carbon (amorphous, turbostratic and graphitic) and with iron (hematite, maghemite, cementite and gamma-iron) and structures type hollow-like onion carbon with magnetic properties were obtained. The results open new possibilites of applications in materials engineering.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsCC0 1.0 Universal*
dc.rightsCC0 1.0 Universal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/por
dc.subjectResina fenólicapor
dc.subjectCarbonopor
dc.subjectGrafitização catalíticapor
dc.subjectGrafitepor
dc.subjectFerrocenopor
dc.subjectGrafite esfoliadopor
dc.subjectÁcido bóricopor
dc.subjectMisturapor
dc.subjectDecomposição térmicapor
dc.subjectPhenolic resineng
dc.subjectCarboneng
dc.subjectCatalytic graphitizationeng
dc.subjectGraphiteeng
dc.subjectFerroceneeng
dc.subjectExfoliated graphiteeng
dc.subjectBoric acideng
dc.subjectMixtureseng
dc.subjectThermal decompositioneng
dc.titleEstudo da indução da grafitização da resina fenólica fenol/formaldeídopor
dc.title.alternativeGraphitization induction study of phenol/formaldehyde phenolic resineng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Lucas, Alessandra de Almeida
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9754332336954137por
dc.description.resumoEntre possíveis fontes de carbono estão os polímeros, como a resina fenólica que produz cerca de 60% m./m. de carbono residual após tratamento térmico e este não grafitizável, não possuindo lamelas grafíticas até temperaturas entre 2600 e 3000°C. Para organizar o carbono à temperaturas em torno de 1000°C foi sugerida a grafitização catalítica, onde a resina fenólica recebe agentes metálicos e/ou compostos inorgânicos. Assim, foram comparadas, em condições de processamento específicas, duas resinas comerciais e uma novolaca sintetizada em laboratório, que receberam os agentes (ferroceno, ácido bórico e grafite esfoliado) para induzir estruturas turbostráticas (com organização acima de 1 nm ou possuindo fragmentos grafíticos e até folhas de grafeno quase paralelas) ou grafíticas (com folhas empilhadas de forma paralela). Resinas fenólicas com alguma organização grafititica seriam úteis em refratários ou aplicações tecnológicas, dependendo dos agentes utilizados para esta indução. Com maiores níveis de organização das lamelas, poderiam diminuir os custos de produção, a polidispersividade e aumentar a eficiência destes materiais. O estudo foi dividido em três etapas. Na Primeira Etapa, alguns dos procedimentos propostos mostraram-se viáveis com esta rota. Os melhores resultados de nível de organização, ficaram entre 58 e 61% e foram obtidos para o agente ferroceno, com tratamento térmico com mais patamares até 1000°C/5h e entre 60 a 65%, quando receberam um segundo tratamento até 1400°C/5h. Na Segunda Etapa foi avaliado o processo de mistura na organização dos carbonos, sendo que os misturadores de bancada e ultrassom com a resina novolaca sintetizada em laboratório e ferroceno induziram maior organização (70%). Na Terceira Etapa a avaliação sistemática da decomposição do ferroceno mostrou fases contendo Carbono (amorfas, turbostráticas e grafíticas) e fases contendo Ferro (hematita e maghemita, cementita e ferro-gama), e obtiveram estruturas tipo cebolas de carbono com propriedades magnéticas, comprovando a possibilidade de novas aplicações em engenharia de materiais.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 168691/2017-5por
dc.description.sponsorshipIdCNPq/CAPES/FAPEMIG: 465594/2014-0, 23038000776/217-54por
dc.description.sponsorshipIdCAPES: Código de Financiamento 001por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1758443823834471por


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