Embalagens antiestáticas são amplamente utilizadas na indústria eletrônica para evitar danos em dispositivos e componentes eletrônicos sensíveis a descargas eletrostáticas. Comercialmente, espumas antiestáticas são compostas por agentes condutores dispersos em matrizes poliméricas derivadas do petróleo. Esses materiais combinam alta demanda de energia nos processos de síntese e moldagem, grande geração de poeira durante a mistura dos componentes e taxas de degradação extremamente baixas, pontos que geram riscos ocupacionais e impactam negativamente sobre o meio ambiente. Como potencial solução, o uso de celulose, um biopolímero biodegradável e abundante, tem sido bastante explorado para produzir espumas mais sustentáveis. Neste trabalho, fibras de celulose catiônica (FCC) foram usadas para dispersar eficientemente negro de fumo (NF) em água e produzir espumas condutoras elétricas pelo método de liofilização. A celulose foi isolada do bagaço de cana-de-açúcar por meio de pré-tratamentos químicos e funcionalizada por reação de cationização com cloreto de glicidiltrimetilamônio (GTMAC). A dispersibilidade do NF em meio aquoso contendo fibras de celulose não modificadas (FCNM) ou FCC foi avaliada. Para fabricar espumas com propriedades estático-dissipativas, o NF foi adicionado, em concentrações de 1%, 5%, 10%, 20% e 30% m/m (em relação à massa de celulose seca), a suspensões aquosas de FCC a 3,5% (m/m). O efeito do conteúdo de partículas condutoras foi avaliado nas propriedades físicas, mecânicas, elétricas e de resistência ao fogo das espumas. Observou-se agregação do NF e separação de fases na dispersão de FCNM/NF, enquanto a dispersão FCC/NF permaneceu estável e homogênea pelo mesmo período em repouso. A boa estabilidade da segunda dispersão ocorreu devido às interações eletrostáticas entre as cargas superficiais positivas (grupo trimetilamônio, –N(CH3)3+) da FCC e os elétrons ? polarizados na estrutura aromática do NF. As espumas apresentaram densidade aparente entre 46 e 54 mg/cm^3, porosidade na faixa de 91 a 97% e módulos de compressão específicos entre 11 e 21 MPa.cm^3/g. Observou-se um aumento de cerca de 66% no módulo específico da espuma com 10% (m/m) de NF em comparação às espumas com concentrações de NF ? 5% (m/m). Em relação às propriedades elétricas, duas faixas de comportamento foram observadas: (i) as espumas híbridas com 1 e 5% (m/m) de NF apresentaram resistividade elétrica de cerca de 10^7 ?.cm e a espuma com 10% (m/m) de NF, na ordem de 10^4 ?.cm, sendo classificados como materiais estático-dissipativos; e (ii) as espumas com maiores teores de NF mostraram menores valores de resistividades elétricas (10^3 a 10^2 ?.cm), caracterizando-se como materiais condutivos devido à formação de uma rede condutora interconectada. As espumas de FCC/NF mostraram grande resistência ao início e à propagação do fogo, sendo menos inflamáveis em concentrações crescentes de NF. Em conclusão, as interações entre FCC e NF favoreceram a formação de dispersões aquosas estáveis e a produção de espumas com propriedades mecânicas, elétricas e antichamas que podem ser moduladas pelo conteúdo de NF. Em especial, a espuma com 10% (m/m) de NF é um material promissor, que combina boa resistência mecânica, baixa inflamabilidade e condutividade elétrica adequada para aplicações práticas, sendo uma potencial substituta para espumas comerciais como embalagem para componentes eletrônicos sensíveis.
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