Polímeros ambientalmente amigáveis e seus compósitos como sistemas de baixas temperaturas para armazenamento de energia termossolar

Abstract

Os materiais que absorvem ou liberam calor latente são denominados de Materiais de Mudança de Fase (MMF), que armazenam ou liberam a energia térmica quando sofrem uma transição de fase. Para evitar o escoamento dos MMFs, quando se encontrem no estado líquido, faz-se necessário a utilização de outros materiais que apresentem estrutura mecanicamente estável, como suportes que concentram o MMF nos espaços vazios; sendo essa configuração denominada MMF de forma fixada. Nesta pesquisa, foram propostos novos MMFs baseados em nanocompósitos poliméricos biodegradáveis que apresentam baixo custo e pouca deformação quando submetidos à fusão. Os materiais com baixo ponto de fusão serão aplicados em sistemas de aquecimento de água, enquanto os de ponto de fusão mais elevados serão aplicados na manutenção da temperatura de tubulações de óleo que necessitam fluir a quente. Para isso, foram utilizados a poli(ε-caprolactona) (PCL), poli(óxido de etileno) (PEO), poli(3- hidroxibutirato) (PHB) e poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV). Esses polímeros foram incorporados mecanicamente ao Grafite Expandido (GE) através da impregnação a vácuo e, em seguida, foram prensados para adquirir a forma de pastilhas. Finalmente, as amostras foram caracterizadas através de análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), ensaios termogravimétricos (TGA), ensaios de difração de raios X (DRX) e espectrometria na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Ao analisar o comportamento das pastilhas de MMF de forma fixada, a concentração de 15% de GE foi definida como a ideal. Foi observado que a presença do GE não alterou as propriedades térmicas dos MMFs, com exceção da temperatura de degradação. Dentre os materiais analisados, os MMFs baseados na PCL apresentaram maior desempenho quanto à estabilidade térmica, degradando-se acima dos 250ºC e não demonstrando variação nas suas propriedades, quando envelhecidos termicamente; enquanto que os materiais com PHB e PHBV não resistiram ao envelhecimento ao qual foram submetidos, degradando-se neste processo.