Estudo do desenvolvimento de nanocompósitos de polieteretercetona com adição de nanopartículas de grafeno
A manufatura aditiva, especialmente por impressão 3D, tem crescido como alternativa para a produção de dispositivos biomédicos que demandam propriedades mecânicas e térmicas elevadas, além de biocompatibilidade. Nesse cenário, a poli(éter-éter-cetona) (PEEK) configura-se como um polímero de destaque, por sua notável estabilidade química, resistência térmica e rigidez próxima à do osso humano. Entretanto, há grande interesse em aprimorar ainda mais o desempenho do PEEK por meio da incorporação de nanopartículas de grafeno, objetivando aumentar sua resistência mecânica e sua estabilidade térmica para aplicações avançadas em implantes e próteses. Este trabalho investigou rotas de processamento baseadas em ultrassonicação e mistura em estado fundido para dispersar o grafeno no pó de PEEK, seguida de extrusão e injeção em bancada. Foram estudadas concentrações de 0,25%, 1% e 4% de grafeno, avaliando-se a influência de cada método na homogeneidade do compósito. As análises microestruturais, por microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica, evidenciaram menor formação de aglomerados em concentrações reduzidas e com o uso de sonda ultrassônica. Estudos térmicos (TGA e DSC) confirmaram que baixas concentrações de grafeno podem aumentar levemente a estabilidade térmica e favorecer a cristalização, ao passo que teores mais altos tendem a gerar aglomerações que prejudicam as propriedades. Ensaios reológicos e de tração mostraram ganhos consideráveis em módulo elástico e resistência mecânica quando a dispersão foi mais eficaz. Os resultados demonstram que a incorporação controlada de grafeno aprimora o desempenho do PEEK em aplicações que requerem peças personalizadas, resistentes e termicamente estáveis, destacando-se como opção promissora para a fabricação de dispositivos médicos de alta complexidade via impressão 3D.