Substituição da fibra de vidro por fibra de bananeira em compósitos de polietileno de alta densidade: parte 1. Avaliação mecânica e térmica Mechanical and thermal behavior of composites based on high density polyethylene and banana tree fiber

A utilização de resíduo de fibra natural em substituição à fibra de vidro foi avaliada. Foram estudados compósitos de polietileno de alta densidade, HDPE, e fibra de bananeira com 10, 20, 30 e 40% (m/m) de fibra. Compósitos com fibra de vidro, mesma matriz polimérica e nas mesmas proporções, foram preparados para comparação. Os compósitos foram obtidos em extrusora dupla-rosca co-rotacional interpenetrante e os corpos de prova foram preparados por injeção. As propriedades mecânicas sob tração, flexão e impacto foram avaliadas. As propriedades térmicas foram analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica (TG). A incorporação de fibra de bananeira no HDPE resultou no aumento de cristalinidade do polímero. Houve, também, considerável aumento no grau de reforço mecânico nos compósitos pela incorporação da fibra natural. Foi possível comprovar a substituição da fibra de vidro pela fibra de bananeira em determinados percentuais, quando misturados ao HDPE, sem prejuízo às propriedades. A análise termogravimétrica dos compósitos mostrou que o início de degradação se deu numa faixa de temperatura intermediária entre a da fibra e a da matriz polimérica.The use of banana tree fiber instead of glass fiber in polyethylene composites was evaluated. Composites of high density polyethylene with 10, 20, 30 and 40 wt. % of banana fiber were investigated. For comparison, composites with glass fiber, with the same polymeric matrix and proportions, were prepared. The samples were produced using an intermeshing co-rotating twin-screw extruder and injection molding. The mechanical properties investigated were the tensile, flexural and impact resistances of the composite. Thermal analyses were carried out by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). The incorporation of fiber resulted in an increase in the composite degree of crystallinity. A considerable increase in mechanical reinforcement was achieved by incorporation of banana fiber in the composites. Thus, the replacement of fiberglass by banana fiber is possible when the components are used in specific proportions. Thermogravimetric analysis of the composites showed intermediate degradation temperatures between the values for banana fiber and polymeric matrix

Misturas BR/SBR: propriedades mecânicas em função do modo de preparo BR/SBR blends: mechanical properties as a function of the preparation mode

Misturas com borracha são freqüentemente usadas para se conseguir o balanço das propriedades desejadas e também, em alguns casos, a redução de custos. As misturas elastoméricas são normalmente sistemas multifásicos e a distribuição dos aditivos entre as fases não é necessariamente uniforme. Neste trabalho, o polibutadieno (BR) foi misturado ao elastômero de butadieno-estireno (SBR) na proporção 1:1 em peso. As composições foram preparadas utilizando um misturador de rolos, segundo a norma ASTM D3182, sendo que a incorporação dos aditivos foi realizada de quatro formas diferentes. Após a avaliação das propriedades reométricas e a vulcanização, foram estudadas as propriedades mecânicas para cada composição, avaliadas de acordo com as normas ASTM específicas para cada ensaio. Os resultados mostram que os diferentes modos de preparo de uma mesma formulação podem provocar mudança significativa nas propriedades mecânicas de misturas envolvendo essas duas borrachas. No caso das misturas BR/SBR estudadas, as propriedades apresentaram valores intermediários aos das borrachas isoladas.Rubber blends are frequently prepared to give a balance of the desired properties and, in some cases, reduction of cost as well. Elastomeric mixtures are usually multiphase systems and the dispersion of the additives may not be uniform throughout the phases. In this work, polybutadiene rubber (BR) was mixed with polybutadiene-styrene rubber (SBR) in a 50:50 w/w ratio. The compositions were prepared in a two-roll mill, according to ASTM D3182, and the incorporation of the ingredients was carried out according to four different modes. After the determination of the rheometric properties and the vulcanization of the compounds, mechanical properties were evaluated according to specific ASTM procedures. The results show that the mechanical properties may be altered by changing the procedure to prepare a given formulation. In the case of BR/SBR mixtures, the properties were found to be intermediate to the values presented by the compositions with the separate rubbers

Efeito da hibridização de montmorilonita e celulose II sobre as propriedades mecânicas de nanocompósitos de borracha natural Effect of montmorillonite and cellulose II hybridization on mechanical properties of natural rubber nanocomposites

Nanocompósitos híbridos de borracha natural (NR) com argila mineral montmorilonita (MMT) e celulose II (CEL II) foram obtidos partindo de látex elastomérico, xantato de celulose e suspensão aquosa de MMT. O conteúdo de MMT foi variado de 1 a 5 phr (per hundred resin) e a quantidade de celulose II utilizada foi mantida constante em 15 phr. Foi comprovada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) a formação de nanocompósitos, na ausência e presença de xantato de celulose, mostrando a eficiência da técnica utilizada. Além do resultado de TEM, a viscosidade e relaxação Mooney, e propriedades mecânicas foram estudadas em todas as composições desenvolvidas. A adição da argila mineral promoveu aumento nas propriedades mecânicas estudadas, sendo que o aumento na viscosidade Mooney e a redução na capacidade de relaxação indicaram boa interação entre a montmorilonita e o sistema NR/CEL II.Hybrid nanocomposites of natural rubber (NR), clay (MMT) and cellulose II (CEL II) were obtained with elastomeric latex, cellulose xanthate and aqueous suspension of the clay. The content of MMT varied from 1 to 5 phr (per hundred resin) while cellulose II was kept as 15 phr. The formation of nanocomposites from co-coagulation of natural rubber latex and MMT aqueous suspension, in the presence and absence of cellulose xanthate, was confirmed by transmission electron microscopy (TEM), thus showing the efficiency of the technique used. In addition to the TEM investigation, all compositions were studied with measurements of the Mooney viscosity and relaxation and mechanical properties. The MMT addition improved the mechanical properties, causing an increase in Mooney viscosity and a reduction in relaxation capability, which indicate a good interaction between MMT and NR/CEL II system

Misturas NR/SBR: influência da composição e do modo de preparação sobre propriedades mecânicas e reométricas NR/SBR mixtures: influence of composition and preparation mode on the mechanical and rheological properties

Aplicações de produtos à base de borracha diversas vezes requerem um conjunto de propriedades as quais, geralmente, não são fornecidas por um único elastômero. Dessa forma, um dos recursos utilizados é a mistura de dois ou mais polímeros para obtenção de novas propriedades. Neste caso, os demais ingredientes que são adicionados, normalmente distribuem-se de forma irregular, dependendo de sua afinidade com cada uma das borrachas. O grau de dispersão de cada um desses ingredientes em cada fase elastomérica irá então influenciar a velocidade de cura e o grau de vulcanização e, certamente, terá conseqüências nas propriedades do produto final. Neste trabalho, a borracha natural (NR) foi misturada ao elastômero de butadieno-estireno (SBR) nas proporções de 75:25 e 50:50, em massa. As composições foram preparadas empregando-se quatro maneiras distintas para a incorporação dos aditivos. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que, apesar da utilização de uma mesma formulação, o modo de preparo tem grande influência sobre as propriedades. No caso da mistura NR/SBR as melhores propriedades são obtidas quando é favorecida a vulcanização da borracha que, isoladamente, apresenta propriedades inferiores.Frequently a set of properties required for a given application cannot be accomplished by one elastomer only and, thus, mixtures of two or more polymers must be employed. In these cases, the other ingredients added are normally dispersed in a non homogeneous way, depending on their affinity to each polymer. The degree of dispersion each additive experiences in each elastomeric phase will influence the rate and the degree of vulcanization and will certainly have consequences on the properties of the final product. In this work, natural rubber (NR) was mixed with styrene-butadiene elastomer (SBR) in 75:25 and 50:50 w/w ratios. The compositions were prepared in a two-roll mill, by introducing the additives according to four different modes. The results of mechanical properties show that, although having been prepared following the same formulation, the properties of these mixtures are influenced by the preparation mode. For NR/SBR blends, the best properties are achieved when one favours the vulcanization of the rubber with inferior properties

Thermal and Rheological Formulation and Evaluation of Synthetic Bitumen from Reprocessed Polypropylene and Oil

Bitumen from the catalytic cracking of petroleum is widely used in the construction industry as a binder for mineral aggregates paving asphalt cement (PAC). However, this material has serious limitations for use at different temperatures. Modifications with polymers have been widely studied to improve the properties of this material and increase its useful life. As a result of the increased environmental risk, the volume of solid waste (MSW) can be used as an alternative to the best use of this material. One of these is the formulation of synthetic bitumen (binders) from mixtures of lubricant oil/polymer that can show better when compared to traditional and modified bitumen. In this work, a mixture of lubricating oil and recycled polypropylene (PP) was made for the formulation of synthetic bitumens. The rheological analyses carried out on the material indicate that at low temperatures the formulated material shows high loading modulus values, indicating high mechanical strength, and the material also presented high resistance to permanent deformation; the viscosity profile indicates that the material is highly pseudoplastic presenting high viscosity at zero shear rate and low visibility at high shear rates, highlighting the samples containing 10 and 20% of polymer material in the formation as the best for use as one of the components of the pavement cement

Propriedades térmicas de compósitos de polipropileno e bentonita organofílica Thermal properties of polypropylene and organophilic bentonite

Uma argila bentonita policatiônica nacional foi utilizada para a produção de uma argila organofílica, obtida a partir da síntese com o sal de amônio quaternário, cloreto de cetiltrimetilamônio. A argila tratada com o sal orgânico (BENT-org) e a não tratada (BENT) foram caracterizadas por espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR) e difratometria de raios X (DRX). Posteriormente, as argilas foram misturadas com o polipropileno (PP) pelo método de intercalação por fusão em uma extrusora dupla-rosca co-rotativa. Os compósitos foram caracterizados pelas técnicas de DRX, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). Os resultados de FTIR e DRX mostraram a presença dos grupos característicos do sal de amônio e a intercalação deste entre as camadas do argilomineral. As análises de DRX dos compósitos com 3 e 5% em massa de BENT-org evidenciaram a presença de picos deslocados para regiões de baixo ângulo, sugerindo a intercalação das cadeias do polímero entre as camadas da argila. Os resultados de DSC indicaram que a argila pode ter atuado como agente nucleante devido ao aumento na Tcc (temperatura de cristalização no resfriamento) dos compósitos. De acordo com os resultados de TG, constatou-se que a incorporação da argila ao PP melhorou a estabilidade térmica do polímero nos compósitos com 5% em massa de BENT e 3 e 5% em massa de BENT-org.<br>A Brazilian polycationic bentonite clay was used for producing an organophilic clay with the quaternary ammonium salt, cetyltrimethylammonium chloride. The salt treated clay (BENT-org) and untreated clay (BENT) were characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). Then, each clay was mixed with polypropylene (PP) by melt intercalation in a counter-rotating twin-screw extruder. The composites were characterized by XRD, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The results from FTIR and XRD showed the presence of specific groups of the ammonium salt and their intercalation in between the clay layers. XRD analyses of the composites with 3 and 5 wt. (%) of BENT-org revealed peaks displaced towards smaller angles, suggesting the intercalation of the chain polymer into the clay layers. DSC results indicated that the clay may have acted as a nucleating agent as seen from the increase in the Tcc (crystallization temperature in the cooling) of the composites. Consistent with the TG results, the incorporation of clay into PP improved the thermal stability of the polymer in the composites with 5 wt. (%) of BENT and 3 and 5 wt. (%) of BENT-org

Misturas NR/SBR: modos de preparação e propriedades

Aplicações de artefatos de borracha muitas vezes requerem um conjunto de propriedades que não podem ser fornecidas por um único elastômero sendo, então necessário, que misturas de dois ou mais polímeros sejam empregadas. Nesses casos, os demais ingredientes que normalmente são adicionados, distribuem-se de modo diferente dependendo de sua afinidade com cada uma das borrachas. O grau de dispersão de cada um desses ingredientes em cada fase elastomérica irá influenciar a velocidade e o grau de vulcanização e, certamente, terá conseqüências sobre o desempenho do composto final. Neste trabalho, a borracha natural (NR) foi misturada ao elastômero de butadieno-estireno (SBR) na proporção de 1:1 em peso. As composições foram preparadas em misturador de cilindros, segundo a norma ASTM D 3182, empregando-se quatro maneiras distintas para a incorporação dos aditivos. Após a vulcanização foram estudadas propriedades mecânicas, como resistências à tração e ao rasgamento e dureza, propriedades termo-dinâmico-mecânicas e a morfologia de cada uma das composições. As propriedades mecânicas foram avaliadas de acordo com as normas ASTM específicas para cada ensaio. Os resultados mostram que, apesar de se usar a mesma formulação, o modo de preparo tem grande influência sobre as propriedades, o que é detectável pelas propriedades mecânicas e pela análise morfológica, e evidenciado através de testes sensíveis, como o dinâmico-mecânico. No caso da mistura NR/SBR as melhores propriedades são obtidas quando é favorecida a vulcanização da borracha que, isoladamente, apresenta propriedades inferiores

Efeito da ordem de adição de componentes nas propriedades de misturas NR/BR Properties of NR/BR mixtures and their dependence on the preparation mode

Misturas de elastômeros vêm sendo largamente utilizadas na indústria de borracha com a finalidade de se conseguir propriedades específicas, sem a necessidade de sintetizar novos polímeros. O polibutadieno puro (BR) não apresenta boas características de processamento e de resistência à tração e ao rasgamento sendo, por essa razão, normalmente utilizado em misturas com outros elastômeros, principalmente NR e SBR. Tais misturas são amplamente utilizadas na indústria de pneus. Neste trabalho o polibutadieno (BR) foi misturado à borracha natural (NR) na proporção de 1:1 em peso. As composições foram preparadas em misturador de cilindros, empregando-se quatro maneiras distintas de incorporação dos aditivos. Após a vulcanização, foram estudadas as propriedades mecânicas (resistência à tração, ao rasgamento e dureza) e a morfologia das composições. Os resultados mostram que, apesar de apresentarem a mesma formulação, as propriedades das misturas são bastante influenciadas pelo modo de preparo.Elastomer Blends have been widely used in the rubber industry with the purpose of reaching specific properties without the need of synthesizing new polymers. Polybutadiene rubber (BR) presents poor stress and tear strengths, which is the main reason why BR is usually blended with NR and SBR. These blends are extensively used in the manufacture of tyres. In this work natural rubber (NR) was mixed to polybutadiene rubber (BR) in a 50:50 w/w ratio. The compositions were prepared in a two-roll mill employing four different modes of introducing the additives. After vulcanization, the mixtures were studied with evaluation of their mechanical (stress and tear strengths and hardness) properties and morphology. The results show that the properties varied even using the same NR/BR formulations due to the different preparation techniques

Adesivos poliméricos à base de SBR: influência de diferentes tipos de agentes promotores de adesão SBR-based polymeric adhesives: influence of different types of adhesion promoting agents

Neste trabalho, foi desenvolvido um novo adesivo não estrutural à base de copolímero de SBR com alto teor em estireno (SBR-53). O objetivo deste novo produto é avaliar a possibilidade de sua utilização no segmento moveleiro, em substituição ao adesivo de policloropreno (CR-M), cujo polímero-base é importado. Diferentes formulações de adesivos foram desenvolvidas, específicas para a indústria moveleira, e o desempenho do elastômero SBR-53 foi comparado ao dos elastômeros SBR-23 comercial (SBR tradicional - baixo teor de estireno) e CR-M, quanto à estabilidade em solução, viscosidade e propriedades mecânicas.<br>In this work a new non-structural adhesive based on a high styrene content SBR copolymer (SBR-53) was developed. This new product is intended to be used in the furniture segment, to replace the chloroprene rubber (CR-M) adhesive, whose base polymer is imported. Different adhesive formulations were developed specifically for the furniture industry, and the performance of the elastomer SBR-53 was compared to that of commercial elastomers SBR-23 (low-styrene traditional SBR ) and CR-M, as for solution stability, viscosity and mechanical properties