Rodrigues, Gabriela Agostinho2025-09-012025-09-012025-09-01https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9286Trabalho de Conclusão do Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestruturae Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial para à obtenção do título de bacharel em Engenharia de Materiais.Este trabalho focou no estudo do desenvolvimento e caracterização de hidrogéis à base de poliacrilato de potássio, com e sem a incorporação de celulose microcristalina (MCC) nas formulações 0%, 1% e 3%, e na sua subsequente funcionalização em ferrogéis por meio de uma substituição iônica entre o potassio e o ferro. O estudo investigou a influência da presença de MCC e ferro nas propriedades físico-químicas, elétricas e estruturais desses materiais. Os hidrogéis demonstraram alta capacidade de inchamento, otimizada pela adição de MCC, enquanto a conversão para ferrogéis resultou em uma redução significativa do inchamento devido à formação de ligações iônicas de coordenação na rede polimérica, como K+, Fe3+, Fe2+. Ensaios de molhabilidade revelaram que o ferro apresentou menores graus de polaridade em relação ao potássio. A cinética de inchamento sob estímulo elétrico intermitente e constante evidenciou que a funcionalização com ferro confere eletroresponsividade ao sistema, promovendo a absorção e retenção de água sob campo elétrico. As caracterizações por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Dispersão de Energia (EDS) confirmaram a alteração morfológica e a incorporação de ferro. A Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) apontou para a formação de complexos ferro-carboxilato e a redução de hidroxilas livres. A Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS) diferenciou o comportamento resistivo e capacitivo das amostras em estados seco e inchado, destacando a alta condutividade dos ferrogéis inchados e o papel crucial da água e dos constituintes estruturais na modulação da impedância. Em suma, os resultados demonstram o impacto sinérgico da MCC e do ferro na otimização das propriedades desses materiais para potenciais aplicações como atuadores eletroativos e sistemas responsivos, além de demonstrarem resultados satisfatórios na capacidade de inchamento para ambos os tipos de polímeros. Resumen Este trabajo se centró en el desarrollo y caracterización de hidrogeles a base de poliacrilato de potasio, con y sin la incorporación de celulosa microcristalina (MCC) en formulaciones al 0%, 1% y 3%, y su posterior funcionalización en ferrogeles mediante sustitución iónica entre potasio y hierro. El estudio investigó la influencia de la presencia de MCC y hierro en las propiedades fisicoquímicas, eléctricas y estructurales de estos materiales. Los hidrogeles demostraron una alta capacidad de hinchamiento, optimizada por la adición de MCC, mientras que la conversión a ferrogeles resultó en una reducción significativa del hinchamiento debido a la formación de enlaces de coordinación iónica en la red polimérica, como K+, Fe3+ y Fe2+. Las pruebas de mojabilidad revelaron que el hierro exhibió menores grados de polaridad en comparación con el potasio. La cinética de hinchamiento bajo estimulación eléctrica intermitente y constante demostró que la funcionalización del hierro confiere electrorrespuesta al sistema, promoviendo la absorción y retención de agua bajo un campo eléctrico. Las caracterizaciones mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopía de energía dispersiva (EDS) confirmaron la alteración morfológica y la incorporación de hierro. La espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) indicó la formación de complejos de hierro-carboxilato y la reducción de hidroxilos libres. La espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) diferenció el comportamiento resistivo y capacitivo de las muestras en estado seco e hinchado, destacando la alta conductividad de los ferrogeles hinchados y el papel crucial del agua y los constituyentes estructurales en la modulación de la impedancia. En resumen, los resultados demuestran el impacto sinérgico del MCC y el hierro en la optimización de las propiedades de estos materiales para posibles aplicaciones como actuadores electroactivos y sistemas sensibles, además de demostrar resultados satisfactorios en la capacidad de hinchamiento para ambos tipos de polímeros.viopenAccesshidrogéisferrogéiscelulose microcristalinaeletro-responsíveis