Efeitos da silanização em nanocompósitos híbridos de Polivinil Butiral com nanopartículas de óxido de Tungstênio e/ou dióxido de Titânio

Abstract

Longas exposições à radiação UV-A e UV-B são danosas aos seres humanos, podendo causar degradação de moléculas, fotoenvelhecimento e câncer de pele. Por este motivo, são crescentes as pesquisas dedicadas ao desenvolvimento de filtros de bloqueio UV, com distintas aplicações. Visando a obtenção de um material multifuncional e que atinja este objetivo, filmes de diferentes espessuras de polivinil butiral (PVB) contendo nanopartículas de óxido de tungstênio (WO3) e/ou dióxido de titânio (TiO2) foram produzidos. Adicionalmente, os efeitos da silanização destas nanopartículas foram estudados, com o intuito de se obter um material transparente e com maior bloqueio à radiação UV. Análises de XPS confirmaram a eficácia da silanização proposta, porém podem indicar que o tratamento tenha sido incompleto. Para a produção dos nanocompósitos utilizou-se o método de mistura dispersiva via sonicador de alta potência e posterior evaporação de solvente. As seguintes concentrações de nanopartículas foram adicionadas: 2,5; 5,0 e 7,5 % (m/m) pristine (sem tratamento) e/ou silanizadas. Os filmes resultantes possuem espessura média de 8 µm e 30 µm. Para os filmes mais finos, a adição de nanopartículas melhorou a estabilidade térmica dos nanocompósitos, conforme verificado via análise termogravimétrica (TG). Resultados de DSC também apontaram tendência de diminuição dos valores de temperatura de transição vitrea, conforme maior fração de nanopartículas é adicionada. Em relação às propriedades ópticas, as amostras são transparentes e apresentaram maiores valores de bloqueio UV-A e UV-B conforme maior fração de fase dispersa foi adicionada. Para os nanocompósitos de espessura média de 8 µm, filmes contendo nanopartículas silanizadas exibiram valores de bloqueio UV superiores, provavelmente devido à melhor dispersão das nanopartículas no meio. A amostra contendo 5,0 % (m/m) da mistura de WO3 e TiO2 silanizadas demonstrou a melhor combinação de resultados das propriedades térmicas e ópticas. Filmes de 30 µm contendo TiO2 apresentaram mudança de coloração, quando submetidos à radiação solar. As amostras mais espessas exibiram maior capacidade de bloqueio UV, atingindo-se valores superiores a 95 % em nanocompósitos contendo 7,5% (m/m) de nanopartículas. Nestes casos, a silanização mostrou-se prejudicial, diminuindo as propriedades de bloqueio UV.