Abstract The accelerated artificial aging with ultraviolet radiation, viscosity, density, no-pick-up time, flexibility, and abrasion resistance of lignin-modified road marking paint were evaluated. The addition of lignin did not cause significant changes in the physical chemistry, flexibility and no-pick-time test compared to the precursor paint. The addition of 1.00 wt. % of lignin increased the abrasion resistance by 36%. The Fourier Transform Infrared technique performed before and after exposure to Weather-o-meter aging chamber has shown the cleavage of ester groups that are present in acrylic-based resin. The incorporation of 0.10 wt.%, 0.25 wt.%, and 1.00 wt.% increased the photodegradation resistance of the road marking paint inhibiting the ester group and side-chain scissions, since the C-O and C=O band intensity increased after irradiation. The introduction of lignin delayed the yellowing of the aged samples and improved mechanical and photophysical properties besides being a good strategy for the biomass waste utilization of the paper industry.

RESUMO O óxido de grafeno (GO) é um nanomaterial de carbono que apresenta propriedades únicas e dentre elas, a excelente condutividade térmica que pode ser explorada em nanocompósitos, como também em nanofluidos. O etilenoglicol (ETG) é um fluido de troca térmica que pode ter suas propriedades térmicas potencializadas pela adição de GO. Porém, tanto o nível de dispersão de GO quanto a reologia da suspensão, podem influenciar as características dos nanofluidos, como o fluxo, a estabilidade e a transferência térmica. Assim, o estudo reológico de nanofluidos ETG/GO é importante para o entendimento da estabilidade coloidal dessas suspensões e do potencial de aplicação como fluido de transferência térmica. Neste trabalho, GO sintetizado pelo método de Hummers modificado foi utilizado para preparar nanofluidos ETG/GO para estudos reológicos. Técnicas instrumentais como microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e termogravimetria (TGA), confirmaram a obtenção de GO com cerca de 4 folhas de grafeno e funcionalização de 38% com grupos oxigenados. A superfície hidrofílica do GO permitiu que as nanofolhas tivessem boa compatibilidade com o ETG. Foram investigados os perfis de curvas de fluxo das suspensões de nanofluidos ETG/GO, e estes foram classificados como: não Newtonianos e pseudoplásticos pelo modelo de Ostwald-de Waele. A inserção de GO ao ETG, aumentou a viscosidade e o módulo de armazenamento (G’) em 21% e 8%, respectivamente. As propriedades aprimoradas evidenciam o potencial de uso de nanofluidos de GO para aplicações em sistemas térmicos.

ABSTRACT Graphene oxide (GO) is a carbon nanomaterial that has unique properties, including excellent thermal conductivity, which can be explored in nanocomposites, as well as in nanofluids. Ethylene glycol (ETG) is a heat transfer fluid that can have its thermal properties enhanced by the addition of GO. However, the GO dispersion capacity and suspension rheology can influence the characteristics of nanofluids, such as flow, stability and heat transfer. The rheological study of ETG/GO nanofluids is important for understanding the colloidal stability of these suspensions and the potential for application as heat transfer fluids. In this work, GO synthesized by modified Hummers method was used to prepare ETG/GO nanofluids for rheological studies. Instrumental techniques such as scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetry (TGA), confirmed the GO synthesis with approximately 4 layers of graphene nanosheets and 38% of functionalization with oxygenated groups. The hydrophilic surface of GO nanosheets allowed good compatibility with ETG. The flow curve profiles of the ETG/GO nanofluid suspensions were investigated and classified as: non-Newtonian and pseudoplastic by the Ostwald-de Waele model. The insertion of GO to the ETG, increased the viscosity and storage module (G’) in 21% and 8%, respectively. The improved properties show potential of using GO nanofluids for applications in thermal systems.

RESUMO Os módulos fotovoltaicos, para serem economicamente viáveis, devem apresentar durabilidade de, no mínimo, 25 anos de operação. A fim de elevar a vida útil dos módulos, é necessário controlar a degradação do encapsulante, o copolímero de etileno acetato de vinila (EVA), pela ação da radiação ultravioleta (UV) e de outros elementos de intemperismo. Esse artigo tem como objetivo avaliar a aplicabilidade de nanocompósitos de EVA e óxido de grafeno (GO) funcionalizado com octadecilamina (ODA) como encapsulantes, caracterizando-os, antes e após terem sido submetidos a processos de envelhecimento acelerado, pelas técnicas analíticas: espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR-ATR), análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A fim de adquirir uma melhor dispersão do GO na matriz polimérica do encapsulante EVA, optou-se por sua funcionalização com octadecilamina. Os nanocompósitos preparados foram envelhecidos em câmara UVB, que é usualmente a radiação mais agressiva para polímeros. Os resultados da análise de FTIR-ATR indicam que a presença de GO incrementou a resistência à degradação do material. Foi também observada uma melhora nas propriedades térmicas dos filmes não envelhecidos, o que não foi observado nos envelhecidos. Conclui-se que a adição de GO trouxe benefícios quanto à resistência à degradação do material, embora a sua utilização em nanocompósitos para encapsulantes de célula fotovoltaica dependa do controle do número de folhas de grafeno o que modulará as propriedades ópticas e a transparência do encapsulante. O artigo apresenta uma contribuição para o avanço nas pesquisas referente à degradação, pela radiação UVB, do encapsulante EVA presente nos módulos fotovoltaicos de silício cristalino.

ABSTRACT In order to be economically viable, photovoltaic modules must have durability of at least 25 years of operation. In order to increase the useful life of the modules, it is necessary to control the degradation of the encapsulant, the ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), by the action of ultraviolet radiation (UV) and other elements of weathering. This article aims to evaluate the applicability of nanocomposites of EVA and graphene oxide (GO) functionalized with octadecylamine (ODA) as encapsulants, characterizing them, before and after the aging processes, by using the analytical techniques: spectroscopy in infrared region by Fourier transform (ATR-FTIR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). In order to acquire a better dispersion of GO in the polymeric matrix of the EVA encapsulant, we opted for its functionalization with octadecylamine. The prepared nanocomposites were aged in a UVB chamber, which is usually the most aggressive radiation for polymers. The results of the ATR-FTIR analysis indicated that the presence of GO increased the degradation resistance. An improvement in the thermal properties of unaged films was also observed, which was not observed in the aged ones. It is concluded that the addition of GO brought benefits regarding the resistance to material degradation, although its use in nanocomposites for photovoltaic cell encapsulants depends on the control of the number of graphene sheets, which will modulate the optical properties and the transparency of the encapsulant. The article presents a contribution to the advancement of research regarding the degradation, by UVB radiation, of the EVA encapsulant present in crystalline silicon photovoltaic modules.