[pt] REOLOGIA DE NANOFOLHAS DE ÓXIDO DE GRAFENO EM DISPERSÕES DE GOMA XANTANA

[en] RHEOLOGY OF GRAPHENE OXIDE NANOSHEETS IN XANTHAN GUM DISPERSIONS

[pt] JOSE CARLOS CANAZAS RODRIGUEZ

[pt] REOLOGIA

[pt] CRIOMICROGRAFIA

[pt] GOMA XANTANA

[pt] OXIDO DE GRAFENO

[pt] NANOFLUIDO

[en] RHEOLOGY

[en] CRYOMICROGRAPHY

[en] XATHAN GUM

[en] GRAPHENE OXIDE

[en] NANOFLUID

[pt] A goma xantana (XG), um biopolímero versátil, é amplamente utilizada como um modificador de reologia em diversas indústrias que vão de alimentos e cosméticos a petróleo e gás. Então, a resposta reológica da XG sob várias circunstâncias termofísicas pode ser significativamente influenciada pela inclusão de nanomateriais como óxido de grafeno (GO). O objetivo deste trabalho é investigar como a reologia e a microestrutura de suspensões aquosas de XG são afetadas pela adição de nanofolhas de GO. Para avaliar o impacto da concentração de GO em uma suspensão aquosa de XG em várias pressões e temperaturas, a resposta reológica foi investigada usando testes de fluxo oscilatório e em estado estacionário. Além disso, amostras contendo cloreto de sódio próximo à saturação foram examinadas. Os resultados indicam que a adição de GO na suspensão de XG produz uma suspensão mais estruturada com um aumento na viscosidade de cisalhamento e módulos viscoelásticos, bem como estabilidade térmica em altas temperaturas, embora em alta pressão, uma ligeira tendência a reduzir a viscosidade tenha sido observada. Em contraste com GO, a adição de cloreto de sódio mostrou uma diminuição da viscosidade e viscoelasticidade em baixas temperaturas e um efeito menor em altas temperaturas. Um modelo fenomenológico com dois regimes de lei de potência foi usado para ajustar as curvas de fluxo. As criomicrografias forneceram uma representação visual da microestrutura das suspensões e corroboraram os resultados reológicos. As melhorias observadas na viscosidade de cisalhamento, características viscoelásticas e estabilidade térmica apresentam caminhos encorajadores para a criação de fluidos funcionais sofisticados.

[en] Xanthan gum (XG), a versatile biopolymer, is extensively utilized as a rheology modifier in diverse industries ranging from food and cosmetics to oil and gas. Then, the rheological response of XG under various thermophysical circumstances can be significantly influenced by the inclusion of nanomaterials like graphene oxide (GO). The goal of this work is to investigate how the rheology and microstructure of XG aqueous suspensions are affected by the addition of GO nanosheets. To assess the impact of GO concentration in an aqueous XG suspension at various pressures and temperatures, the rheological response was investigated using steady-state and oscillatory flow tests. Additionally, samples containing sodium chloride close to saturation were examined. The results indicate that addition of GO into XG suspension produces a more structured suspension with an increase in shear viscosity and viscoelastic moduli, as well as thermal stability at high temperatures, although at high pressure, a slight tendency to reduce viscosity has been observed. In contrast to GO, the addition of sodium chloride showed a decreased viscosity and viscoelasticity at low temperatures and a minor effect at high temperatures. A phenomenological model with two power-law regimes was used to fit flow curves. The cryomicrographs provided a visual representation of the microstructure of the suspesions and corroborated the rheological results. The noted improvements in shear viscosity, viscoelastic characteristics and thermal stability present encouraging avenues for the creation of sophisticated functional fluids.

MONICA FEIJO NACCACHE

LORENA RODRIGUES DA COSTA MORAES

MONICA FEIJO NACCACHE

PRISCILLA RIBEIRO VARGES

LORENA RODRIGUES DA COSTA MORAES

GUILHERMINO JOSE MACEDO FECHINE

2025-05-07

2025-03-14

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=70322@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.70322