ESTUDO DA FORMAÇÃO DE MEMBRANAS DE CARBONO ATRAVÉS DA PIRÓLISE DE POLI(ÉTER-IMIDA) COM DINÂMICA MOLECULAR REATIVA

ESTUDO DA FORMAÇÃO DE MEMBRANAS DE CARBONO ATRAVÉS DA PIRÓLISE DE POLI(ÉTER-IMIDA) COM DINÂMICA MOLECULAR REATIVA

CHRISTMANN, A. M; MUNIZ, A. R

Oral:

Membranas poliméricas quando pirolisadas levam à formação de estruturas porosas chamadas de membranas de carbono, que são apropriadas para a separação de gases através do mecanismo de peneira molecular. Simulações de dinâmica molecular com o potencial reativo ReaxFF foram aplicadas para estudar a pirólise em atmosfera inerte do polímero Poli(éter-imida), onde buscou-se um melhor entendimento da sua conversão em uma estrutura de carbono nanoporosa. Observou-se que a pirólise causa uma inicial degradação das cadeias, para após os fragmentos aromáticos se agruparem em uma estrutura de maiores dimensões, através de um lento processo de grafitização (11 ns em 2750 K). Este processo resulta em uma estrutura carbônica com uma parcela amorfa e outra cristalina (grafítica), apresentando uma grande porcentagem de carbono e a presença de heteroátomos e grupos funcionais em suas bordas, que dificultam o processo de grafitização. A temperatura aumenta a taxa de formação destas estruturas, e uma densidade maior dificulta a saída dos heteroátomos, aumentando sua concentração na estrutura final. As características da estrutura final estão de acordo com resultados experimentais e um maior entendimento do processo foi obtido, demostrando que esta metodologia é apropriada para o estudo da pirólise de materiais e formação de estruturas de carbono.

Membranas poliméricas quando pirolisadas levam à formação de estruturas porosas chamadas de membranas de carbono, que são apropriadas para a separação de gases através do mecanismo de peneira molecular. Simulações de dinâmica molecular com o potencial reativo ReaxFF foram aplicadas para estudar a pirólise em atmosfera inerte do polímero Poli(éter-imida), onde buscou-se um melhor entendimento da sua conversão em uma estrutura de carbono nanoporosa. Observou-se que a pirólise causa uma inicial degradação das cadeias, para após os fragmentos aromáticos se agruparem em uma estrutura de maiores dimensões, através de um lento processo de grafitização (11 ns em 2750 K). Este processo resulta em uma estrutura carbônica com uma parcela amorfa e outra cristalina (grafítica), apresentando uma grande porcentagem de carbono e a presença de heteroátomos e grupos funcionais em suas bordas, que dificultam o processo de grafitização. A temperatura aumenta a taxa de formação destas estruturas, e uma densidade maior dificulta a saída dos heteroátomos, aumentando sua concentração na estrutura final. As características da estrutura final estão de acordo com resultados experimentais e um maior entendimento do processo foi obtido, demostrando que esta metodologia é apropriada para o estudo da pirólise de materiais e formação de estruturas de carbono.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/cobeq2018-CO.125

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Como citar:

CHRISTMANN, A. M; MUNIZ, A. R; "ESTUDO DA FORMAÇÃO DE MEMBRANAS DE CARBONO ATRAVÉS DA PIRÓLISE DE POLI(ÉTER-IMIDA) COM DINÂMICA MOLECULAR REATIVA", p-4569-4572. In: . São Paulo: Blucher, 2018.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/cobeq2018-CO.125