Desenvolvimento de nanocompósitos a partir de blendas com matriz de PA6 Development of nanocomposites from blends with PA6 matrix

Neste trabalho foram desenvolvidos nanocompósitos de polímero/argila a partir de blendas com matriz de PA6. Inicialmente foi avaliado por reometria de torque a reatividade dos copolímeros funcionais PEgAA, PEgMA e EG com a PA6 e a influência destes no sistema PA6/argila. Os ensaios de reometria de torque mostraram que o copolímero PEgAA foi o que apresentou maior reatividade com a PA6. Já nos sistemas de PA6/Argila, o copolímero EG foi o que apresentou a maior interação com o sistema PA6/argila corroborado pelo aumento do torque em função do tempo. Os nanocompósitos foram caracterizados por Difração de Raios-X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), propriedades mecânicas e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados de DRX indicaram que o sistema PA6/CL20A apresentou estrutura intercalada enquanto que os sistemas PA6/EG/CL20A apresentaram estrutura parcialmente esfoliada. Os ensaios de DRX e DSC indicaram que no sistema PA6/EG/CL20A onde a argila foi pré-intercalada na PA6, a mesma ficou localizada na fase de PA6 enquanto que no sistema onde a argila foi pré-intercalada no copolímero EG a mesma ficou localizada na fase de EG. O sistema PA6/EG/CL20A onde a argila foi pré-intercalada na PA6 apresentou propriedades de módulo e resistência ao impacto balanceadas quando comparadas às da PA6. Os ensaios de MEV indicaram que a argila está bem dispersa nos sistemas PA6/CL20A e PA6/EG/CL20A.In this work polymer/clay nanocomposites from blends with PA6 matrix were developed. Torque rheometry was used to evaluate the reactivity of different copolymers with PA6 and their influence on the PA6/clay system. The nanocomposites were characterized by X-ray Diffraction (XRD), Differential Scanning Calorimetry (DSC), mechanical properties and Scanning Electron Microscopy (SEM). Torque rheometry analysis showed that the PEgAA copolymer exhibited the highest reactivity with PA6 while the EG copolymer showed better interaction with the PA6/Clay system. XRD results indicated that PA6/CL20A system presented intercalated structure, while PA6/EG/CL20A systems presented a partially exfoliated structure. XRD and DSC analyses indicated that PA6/EG/CL20A system where the clay was pre-intercalated in PA6, the clay was located in the PA6 phase while in the system where the clay was pre-intercalated in the EG copolymer, the clay was located in the EG phase. The PA6/EG/CL20A system where the clay was pre-intercalated into PA6 presented balanced modulus and impact strength properties when compared to PA6. SEM tests showed that the clay is well dispersed in the PA6/CL20A and PA6/EG/CL20A systems

Influência da adição de uma carga nanoparticulada no desempenho de compósitos poliuretano/fibra de juta Influence of a nanoparticulate filler addition on the mechanical properties of polyurethane/jute fiber composites

Neste trabalho as propriedades mecânicas de um compósito, formado a partir de uma matriz de poliuretano derivado do óleo de mamona e reforçada por um tecido tramado de juta, foram avaliadas. O efeito da adição de pequenos teores de bentonita cálcica e sódica sobre as propriedades mecânicas da matriz de poliuretano e de compósitos poliuretano/juta também foi investigado. Os resultados indicam que a incorporação de fibra de juta à matriz poliuretana promoveu melhora significativa nas propriedades sob tração dos compósitos. A adição de pequenos teores de argila à matriz alterou o desempenho mecânico dos compósitos, porém os resultados não foram os esperados. O compósito híbrido poliuretano/argila/fibra de juta, contudo, apresentou propriedades mecânicas superiores às dos compósitos reforçados unicamente com tecido de juta, o que indica uma atuação sinérgica dos reforços híbridos argila/juta.<br>In this work the mechanical properties of polyurethane/jute fiber composites were evaluated as a function of fiber content and mineral filler addition. A polyurethane (PU) derived from castor oil was used as the matrix and hessian cloth as reinforcement. The effect of the incorporation of small amounts of local clay (bentonite), in its calcium and sodium forms, on the mechanical properties of polyurethane/jute composites was also investigated. The results indicate that the tensile properties of the composites substantially increased with jute fiber addition and that although the mechanical properties of the matrix were affected by the addition of nanoparticulate clay, the improvement was not as expected. This was attributed to poor mixing and dispersion of the filler, which was confirmed by SEM. A synergistic effect was observed for the hybrid clay/jute fiber composites, with considerable improvement in the mechanical performance of the hybrid composites

Efeito compatibilizante de uma argila organofílica na blenda PLA/terpolímero (etileno/acrilato de metila/metacrilato de glicidila)

Neste trabalho, nanocompósitos obtidos a partir de blendas entre o poli (ácido lático) e o terpolímero (etileno/acrilato de metila/metacrilato de glicidila) foram confeccionados. A argila organofílica comercial Cloisite 20A foi utilizada como nanocarga. Interações entre a argila e o terpolímero foram investigadas por reometria de torque. As estruturas dos nanocompósitos foram determinadas por difração de raios X, sendo obtidos nanocompósitos intercalados e microcompósitos. A atuação da argila como agente compatibilizante foi evidenciada por fotomicrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas das blendas mostraram-se dependentes tanto da morfologia como do grau de dispersão da argila

Preparação de argilas organofílicas e desenvolvimento de nanocompósitos de polietileno. Parte 2: comportamento de inflamabilidade Preparation of organophilic clays and development of polyethylene nanocomposites. Part 2: flammability behavior

Nanocompósitos de polietileno de alta densidade/argila bentonita foram preparados por meio da técnica de intercalação por fusão. Para a modificação da argila foram utilizados quatro tipos diferentes de sais quaternários de amônio visando a sintetizar argilas organofílicas. A argila não modificada e modificada com os quatro sais foi incorporada em teores de 1 e 3% a uma matriz de polietileno. A estabilidade térmica e a inflamabilidade dos sistemas foram determinadas por termogravimetria e segundo a norma UL-94 HB, respectivamente. A avaliação da dispersão e a distância entre planos (d001) das partículas de argila foram realizadas por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A presença da argila organofílica na matriz polimérica aumentou a temperatura de degradação dos sistemas em relação ao polímero puro. Os sistemas apresentaram atraso da velocidade de queima, indicando uma melhoria no comportamento de inflamabilidade dos nanocompósitos.High density polyethylene/Bentonite clay nanocomposites were prepared by the melt intercalation technique. The clay was organically modified with different quaternary ammonium salts to obtain the organoclay. The unmodified and modified clays with the quaternary ammonium salts were introduced in a polyethylene matrix with 1 and 3 wt. % of clay. The thermal stability and the flammability of the systems were investigated by thermogravimetry and UL-94HB standard, respectively. The dispersion analysis and the interlayer distance (d001) of the clay particles were obtained by X ray Diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The organoclay presence in the polymer matrix increased the degradation temperature in relation to the pure polymer. The systems showed a reduction on the burning rate, indicating that the flammability resistance of the nanocomposites was improved

Tenacificação do poli(ácido lático) pela adição do terpolímero (etileno/acrilato de metila/metacrilato de glicidila) Toughening of polylactide by melt blending with an (ethylene/methyl acrylate/glycidyl methacrylate) terpolymer

O poli(ácido lático) é um polímero biodegradável proveniente de fontes renováveis com grande potencial para substituir polímeros não biodegradáveis provenientes do petróleo. Entretanto, seu uso em determinadas aplicações é restringido devido a sua elevada fragilidade e rigidez. Com o intuito de tornar o PLA mais tenaz, o terpolímero (etileno/acrilato de metila/metacrilato de glicidila) -EMA-GMA foi adicionado ao PLA em diferentes concentrações. A adição do EMA-GMA tornou o PLA mais estável durante o processamento. Por FTIR comprovou-se a existência de reação química entre os grupos terminais do PLA e grupos do EMA-GMA. A partir dos ensaios mecânicos observou-se uma resistência ao impacto três vezes superior à do PLA puro.The Poly(lactic acid) is a biodegradable polymer from renewable sources with potential to replace non-biodegradable polymers derived from petroleum. However its use is restricted in certain applications due to its high brittleness and rigidity. In order to make the PLA more tenacious, the terpolymer (ethylene/methyl acrylate/glycidyl methacrylate) - EMA-GMA was added to PLA in different concentrations. The addition of EMA-GMA to PLA turned the blends more stable during processing. The FTIR data confirmed the chemical reaction between groups in PLA and the EMA-GMA. A three fold increase was observed in the impact strength compared to pure PLA

Desenvolvimento de nanocompósitos polipropileno/argila bentonita brasileira: I tratamento da argila e influência de compatibilizantes polares nas propriedades mecânicas Development of polypropylene/brazilian bentonite clay nanocomposites: I treatment of clay and the influence of the compatibilizers on the mechanical properties

Os nanocompósitos de polipropileno/ bentonita e polipropileno/compatibilizante/bentonita foram preparados empregando uma extrusora dupla rosca acoplada a um Reômetro de Torque Haake. A argila bentonita natural proveniente do Município de Boa Vista - PB passou por um processo de purificação para em seguida ser aditivada com carbonato de sódio e posteriormente tratadas com o sal quaternário de amônia, visando a obter argila organofílica. As argilas foram caracterizadas por granulometria por difração de laser, análise química, espectroscopia de infravermelho e DR-X. Os resultados de granulometria e análise química mostraram que o processo de purificação foi eficiente em retirar as frações mais grosseiras mantendo as frações finas bem como na eliminação de minerais acessórios. Os resultados de FTIR e DR-X mostraram que o sal quaternário de amônio foi incorporado à argila confirmando a organofilização. Posteriormente a argila bentonita organofílica foi incorporada ao polipropileno (PP) e PP/compatibilizante (PP-g-AA e PP-g-MA são polipropilenos enxertados com ácido acrílico e anidrido maleico, respectivamente). A formação dos nanocompósitos bem como as propriedades das misturas PP/ORG (ORG - argila organofílica) e PP/compatibilizante/ORG foram verificadas por DR-X, MET e propriedades mecânicas. As análises de DR-X, MET mostraram que pode ter ocorrido a formação de nanocompósitos intercalado devido aos deslocamentos dos picos para ângulos de 2q inferiores. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que houve uma melhoria em algumas propriedades mecânicas.In this work, polypropylene/bentonite and polypropylene/compatibilizer/bentonite nanocomposites were prepared by the melt intercalation method, using a counter-rotating intermeshing twin-screw extruder attached to a Haake System 90 Rheometer. Initially the natural bentonite clay, from Boa Vista - PB, was subjected to a purification process and then treated with sodium carbonate. Further, it was treated with ammonium quaternary salt to obtain an organoclay. The clays were characterized, according to granulometric, by laser diffraction, chemical analysis, infrared spectroscopy - FTIR, and X ray diffraction - XRD. The granulometric and chemical analysis results showed that the purification process was effective for removing the coarse fractions and eliminating some accessory minerals. FTIR and XRD results showed that the ammonium quaternary salt was incorporated to the clay, confirming the organophilization. In the subsequent stage of this work, the bentonite organoclay was incorporated to both polypropylene (PP) and PP/compatibilizer (PPgAA and PPgMA are polypropylenes grafting acrylic acid and maleic anhydride, respectively). The formation of nanocomposites as well as the properties of PP/ORG (ORG - organoclay) and PP/compatibilizer/ORG mixtures were analyzed by XRD, MET and mechanical properties. XRD and MET results showed that the formation of interlayer/flocculated nanocomposites has occurred for PP/compatibilizer/ORG systems. The mechanical properties results showed that some mechanical properties (final elongation and toughness) have been considerably improved