Influência da alumina sintetizada por reação de combustão nas propriedades de compósitos com matriz de polipropileno

O polipropileno (PP) é um dos polímeros mais utilizados em produtos manufaturados em plásticos, por isso,estudos em compósitos têm sido realizados na tentativa de modificar suas propriedades e ampliar ainda maisseu uso. Portanto, este trabalho teve como objetivo utilizar alumina sintetizada por reação de combustão emlaboratório e avaliar sua influência em concentrações de 1, 3 e 5 pcr (partes por cem de resina), nas propriedadesde compósitos com matriz de PP. A alumina sintetizada foi misturada ao PP numa extrusora de roscadupla e, posteriormente, corpos de prova foram moldados por injeção e caracterizados por Difração de RaiosX (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscoscopia Eletrônica de Varredura (MEV),propriedades mecânicas (tração e impacto), inflamabilidade e análise reológica em regime oscilatório. Osresultados de DRX mostraram que a alumina sintetizada, possui estrutura cristalina do tipo coríndon e quandomisturada ao PP não alterou sua estrutura cristalina do PP, entretando dificultou a cristalização, resultadoconfirmado também por DSC pela redução do grau de cristalinidade. As transições térmicas (Tm e Tc) doPP praticamente não foram alteradas nos compósitos. Na avaliação das propriedades mecânicas, o móduloaumentou e resistência à tração e impacto diminuíram, o que foi atribuído a formação de aglomerados observadosno MEV. No teste de inflamabilidade, a alumina retardou o processo de queima dos compósitos e contribuiupara redução da emissão de fumaça e gotejamento quando comparado com o PP. Na análise reológicao PP e os compósitos apresentaram comportamento pseudoplástico e, nos compósitos, o aumento da concentraçãode alumina promoveu redução na viscosidade. Já o módulo de armazenamento dos compósitos, aumentoucom a concentração de alumina corroborando com os resultados das propriedades mecânicas.Palavras-chave: Polipropileno, alumina, compósitos

Rheological characterization of the polypropylene-atapulgite composite by capillary rheometry.

Neste trabalho, foram estudadas as propriedades reológieas (\iscosas) do sistema polipropileno-atapulgita por reometria capilar, com teores de 5. 10. 15. 20 e 25°o em peso de atapulgita nas temperaturas de 180. 200 e 220°C. O intervalo de taxas de cisalhamento aparente utilizado foi de 11.64 a 2327.12 s"*. compatível com as laxas de cisalhamento desenvolvidas nos principais processos de transformação, como extrusão e injeçào. Os dados experimentais de tensão de cisalhamento e taxa de cisalhamento de todos os compósitos e do polipropileno puro foram correlacionados com o modelo da potência de Osftvald de Waale, da mesma forma que os dados experimentais viscosidade aparente e taxa de cisalhamento corrigida. A influência da concentração de atapulgita. taxa de cisalhamento e o efeito da temperatura na processabilidade dos compósitos e do polipropileno puro, através dos parâmetros: curvas de fluxo. índice da potência, índice de consistência e viscosidade aparente foram investigadas. Os resultados mostraram que o modelo reológico da potência de Ostwald de Waale descreveu o comportamento sob fluxo do polipropileno puro e dos compósitos polipropileno-atapulgita dentro da faixa de cisalhamento estudada correlacionando de forma eficiente os dados experimentais. Os estudos evidenciaram que o grau de pseudoplasticidade aumentou com a temperatura até uma concentração de 159o em peso de atapulgita. A partir desta concentração, o grau de pseudoplasticidade parece não depender mais da concentração e da temperatura. O índice de consistência (K) aumentou com o aumento da concentração de atapulgita e diminuiu com o aumento da temperatura. A viscosidade aparente aumentou com a concentração de atapulgita, diminuiu com a temperatura e a laxa de cisalhamento, neste último caso caracterizando um comportamento pseudoplástico. Com o aumento de temperatura e em altas taxas de cisalhamento a viscosidade aparente de todos os compósitos tendeu para um único valor, indicando que, embora a introdução de atapulgita aumente a viscosidade do polipropileno. não altera sua processabilidade quando se trabalha em taxas de cisalhamento acima de 3000 s"l e na faixa de temperatura entre 200 e 220"C.In this work, the system PP, Attapulgite was studied by capillary rheolog>' at 5- 25% filler content and temperatures of 180, 200 and 220°C at shearing rates compatible to those involved in injection and extrusion processes, i.e., 11,64 to 2327,12 s'1. Shear stress and shear rates experimentally obtained for ali composites as well as those of straight polypropylene were correlated to the Ostwald de Waele model. The same was done for the experimentaly determined apparent viscosity and corrected shear rate. The influence of attapulgite concentracion, shear rate and temperature on the processability of the composite's and of the matrix were investigated by observing the flow curves, power index, consistency index and apparent viscosity. Our results show that the rheological model of Ostwald de Waele successfully described the flow behavior of PP and PP/attapulgite system under the experimental shearing conditions employed. The study shows that pseudoplasticity increased with temperature up to 15% w/w attapulgite content becaming insensitive to both concentracion and temperature at higher filler contents. The consistency index (K) increased with attapulgite concentracion and decreased with temperature increments. Apparent viscosity increased with filler content, and decreased with increasing temperature and shear rates, which characterize pseudoplastic behavior. At higher temperature and shear rates the apparent viscosity of ali composites teaded to a single value which shows that although attapulgite addition doe increase PP viscosity it does was change its processabillity at shear rates above 3000 s*1 at temperatures of 200 and 220°C

Exploring shape memory and self-healing behavior in sodium and zinc neutralized ethylene/methacrylic acid (EMAA) ionomers

Polymeric materials with self-healing and shape memory capabilities have gained increasing attention for their potential applications across various industries. In this study, zinc and sodium ionomers were systematically investigated using a multi-faceted approach, including rheological analysis, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), X-ray diffraction (XRD), and self-healing and shape memory assessments. Rheological analysis revealed distinct viscosity profiles among the ionomers, with EMAA-Zn 1706 exhibiting higher viscosity at low frequencies and a pronounced thinning behavior across the frequency range. FTIR analysis provided insights into the ionomers' molecular structures and functional groups. DMTA results illuminated the viscoelastic behavior and phase transitions of the ionomers. Peaks in the tan delta curve indicated order-disorder transitions and crystalline melting temperatures, influencing their mechanical properties. XRD patterns revealed low-angle peaks associated with clusters or localized regions within the ionomers. Additionally, characteristic peaks pointed to degrees of crystallinity and ordered packing. Self-healing assessments demonstrated varying healing efficiencies, with values ranging from 40 % to 60 % for EMAA-Zn 9945 and EMAA-Na 2000, while EMAA-Zn 1706 exhibited lower healing efficiency, not surpassing 20 %, attributed to its distinct rheological characteristics. Shape memory experiments were conducted in both torsion and fold-deploy modes, revealing remarkable shape fixations, with all ionomers exceeding 99 % in torsion and 95 % in the fold-deploy method. In aqueous environments, shape memory returns remained above 90 %, underscoring the water's influence on the shape memory effect. The exceptional shape memory performances and varying self-healing efficiencies of these ionomers highlight their versatility and significance in addressing practical challenges, paving the way for tailored materials with promising applications in numerous fields

Purificação e organofilização em escala piloto de argilas bentoníticas com tensoativo não iônico e aplicação em nanocompósitos poliméricos

O objetivo deste trabalho foi a purificação e organofilização em escala piloto de dois tipos de argila bentonita (cinza e verde) com tensoativo não iônico e a aplicação destas argilas em nanocompósitos com matriz de Polipropileno (PP). As argilas foram purificadas e em seguida organicamente modificadas com tensoativo não iônico tornando-se organofílicas, sendo denominadas de CPO e VPO respectivamente, e caracterizadas por Análise Granulométrica por Difração a Laser (AG), análise química por Fluorescência de Raios X (EDX), Difração de Raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho (IV). Os resultados de AG e EDX mostraram redução significativa do teor de areia e da sílica livre na forma de quartzo confirmando que houve a purificação da argila. Os resultados de DRX e IV mostraram que a organofilização em escala piloto das argilas foi realizada com sucesso. Os compósitos contendo 3pcr de argila foram caracterizados por DRX, Calorimetria exploratória diferencial (DSC), Termogravimetria (TG) e propriedades mecânicas. As análises por DRX indicaram formação de um nanocompósito com estrutura intercalada para o sistema PP/E-GMA/CPO, enquanto para o sistema PP/E-GMA/VPO formou-se um micro-compósito. Os resultados de DSC indicaram que as argilas não influenciaram na temperatura de fusão do PP. Os resultados de TG indicaram que as argilas CPO e VPO melhoraram a estabilidade térmica do PP. O sistema PP/E-GMA/CPO foi o que apresentou maior estabilidade térmica e maior módulo. As resistências à tração e ao impacto dos compósitos não apresentaram melhora significativa em relação ao PP puro. Mesmo assim, este comportamento é importante uma vez que as propriedades mecânicas do PP não foram deterioradas

Tailoring Nylon 6/Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Nanocomposites for Application against Electromagnetic Interference: Evaluation of the Mechanical, Thermal and Electrical Behavior, and the Electromagnetic Shielding Efficiency

Nylon 6/acrylonitrile-butadiene-styrene nanocomposites were prepared by mixing in a molten state and injection molded for application in electromagnetic interference shielding and antistatic packaging. Multi-wall carbon nanotubes (MWCNT) and maleic anhydride-grafted ABS compatibilizer were incorporated to improve the electrical conductivity and mechanical performance. The nanocomposites were characterized by oscillatory rheology, Izod impact strength, tensile strength, thermogravimetry, current-voltage measurements, shielding against electromagnetic interference, and scanning electron microscopy. The rheological behavior evidenced a severe increase in complex viscosity and storage modulus, which suggests an electrical percolation phenomenon. Adding 1 to 5 phr MWCNT into the nanocomposites produced electrical conductivities between 1.22 × 10−6 S/cm and 6.61 × 10−5 S/cm. The results make them suitable for antistatic purposes. The nanocomposite with 5 phr MWCNT showed the highest electromagnetic shielding efficiency, with a peak of –10.5 dB at 9 GHz and a value around –8.2 dB between 11 and 12 GHz. This was possibly due to the higher electrical conductivity of the 5 phr MWCNT composition. In addition, the developed nanocomposites, regardless of MWCNT content, showed tenacious behavior at room temperature. The results reveal the possibility for tailoring the properties of insulating materials for application in electrical and electromagnetic shielding. Additionally, the good mechanical and thermal properties further widen the application range