Preparation, physical-chemical characterization and evaluation of the thermal and mechanical behavior of blends of poly (terephtalate of ethylene)(PET) and poly(etherimide)(PEI), PET/PEI

Abstract

A preparação de blendas e compósitos tem sido umas das técnicas mais utilizadas para viabilizar propriedades e aumentar o tempo de vida útil de polímeros. O PET é um polímero semicristalino que possui Tg em 75C e Tm em 245C. O baixo valor da Tg do PET e sua facilidade em cristalizar muitas vezes podem ser considerados pontos negativos indesejados em um determinado projeto. A PEI é um polímero amorfo com um valor de Tg bastante alto 215C. Na mistura de PET (virgem ou reciclado) com PEI foi verificado um deslocamento na Tg do PET, bem como a do PEI sugerindo miscibilidade do dois polímeros no estado fundido e confirmado pelo valor negativo do parâmetro de Flory determinado posteriormente a tratamentos térmicos. Desde que a entalpia de fusão é proporcional à fração cristalina, sua correlação com a Razão de conformação Trans, RT, foi encontrada linear e independente do conteúdo de PEI, tornando possível à determinação do grau de cristalinidade do PET independente de qual for a composição da blenda PET/PEI. A partir dos resultados de resistência mecânica das amostras submetidas ao envelhecimento sob radiação UV, verificou-se que, independente do tipo de PET empregado, do tempo de radiação da condição seco ou após imersão em água, para blendas estabilizadas ou não, tanto a deformação específica na ruptura, módulo elástico, a elongação, e energia elástica calculada, mostram uma tendência contínua de crescimento com aumento do conteúdo de PEI na mistura. Foi verificada a proteção efetiva da PEI sobre o PET a partir de 25% em PEI de até 200h de exposição sob UV para as amostras secas e até 100h para amostras após imersão em água.Após ciclagem térmica verificou-se que, dependendo da temperatura de ensaio de ciclo térmico a composição passa a ser um fator importante. O tratamento térmico acima de 90C na presença das blendas com concentração maior que 25% em PEI elimina as tensões congeladas durante o processamento, ou seja, envelhecimento físico sem que haja a cristalização do PET, conseqüentemente observou-se uma melhoria significativa na resposta mecânica em termos de energia elástica até o décimo ciclo. A ciclagem térmica a 120C e a 140C são comprometidas pelo envelhecimento físico do PET e cristalização após o primeiro ciclo.Os resultados obtidos para a blenda com conteúdo de 25% em PEI, de fato, quando comparados às amostras de PET puro evidenciam o ganho significativo no valor da energia elástica, estes resultados sugerem a potencialidade para uma possível aplicação desta blenda na produção de peças cujo interesse é garantir uma boa resistência ao impacto.The blends preparation and composites have been one of the techniques more used to make possible properties and to increase the time of useful life of polymers. PET is a polymeric semicrystalline that has a Tg in 75C and Tm in 245C. The low value of Tg of PET and its easiness in crystallizing a lot of times points negative not desired can be considered in a certain project. PEI is a polymeric one amorphous with a value of Tg quite loud 215C. In the mixture of PET (virgin or recycled) with PEI a displacement was verified in Tg of PET, as well as the one of PEI suggesting polymeric miscibility of the two in the melted state and confirmed later on by the negative value of the parameter of certain Flory to thermal treatments. Since the fusion entalpia is proportional to the crystalline fraction, its correlation with the conformer Reason Trans, RT, was found linear and independent of the content of PEI, turning possible to the determination of the degree of cristalinidade of independent PET of which it goes the composition of to blend PET/PEI. From the results of mechanical resistance of the samples submitted to the aging under radiation UV, it was verified that, independent of the type of PET employee, of the time of radiation of the condition dry or after immersion in water, for stabilized blends or not, so much the specific deformation in the rupture, elastic module, the deformation, and calculated elastic energy, they show a continuous tendency of growth with increase of the content of PEI in the mixture. The effective protection of PEI was verified on PET starting from 25% in PEI of up to 200h of exhibition under UV for the dry samples and up to 100h for samples after immersion in water. After thermal cycle it was verified that, depending on the temperature of the test the composition becomes an important factor. The thermal treatment above 90C in the presence of the blends with larger concentration than 25% in PEI eliminate the tensions frozen during the processing, in other words, physical aging without there is the crystallization of PET, consequently, a significant improvement was observed in the mechanical answer in terms of elastic energy until tenth cycle. The thermal cycle at 120C and 140C is committed for the physical aging of PET and crystallization after the first cycle. The results obtained for the blend with content of 25% in PEI, in fact, when compared to the samples of pure PET they evidence the significant gain in the value of the elastic energy, these results suggest the potentiality for a possible application of this blend in the production of pieces whose interest is to guarantee a good resistance to the impact