Avaliação da morfologia e propriedades mecânicas de compósitos laminados a base de epóxi, cortiça e microesferas de vidro

Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos poliméricos epoxídicos laminados a base de cortiça emicroesferas ocas de vidro. Os compósitos laminados foram confeccionados manualmente e avaliados quantoàs características morfológicas em microscópio eletrônico de varredura e a influência da incorporação dascargas foi avaliada por meio da densidade e da resistência à flexão. De um modo geral, foi observada boadispersão tanto do pó de cortiça como das microesferas ocas de vidro nas camadas centrais do laminado,porém os núcleos a base de cortiça apresentaram melhor adesão à matriz. Foi observada ainda a redução nadensidade de todos os compósitos com relação à matriz pura e que os módulos de flexão dos compósitos abase de cortiça e os com microesferas ocas de vidro, mesmo com valores próximos, foram superiores aomódulo de flexão do sistema epóxi puro. Compósitos laminados com núcleo com incorporação de cortiçapoderão ser aplicados como alternativa onde houver a necessidade de redução de peso e também onde houvera expectativa de solicitações de flexão superiores às suportadas pela resina pura.Palavras-chave: Compósito laminado, Cortiça, Microesferas, Flexão

Thermal and Mechanical Properties of Polymeric Films Based on PLA / PBAT and Corn Starch and Babassu Mesocarp Starch by Flat Extrusion for Packaging

The influence of different amounts (1, 3 and 5%) of commercial corn starch and of babassu mesocarp starch on a (polylactic acid)/poly (butylene co-terephthalate adipate) (PLA/PBAT) based blend obtained by flat extrusion was ascertained.  The thermal and mechanical properties were determined and the results obtained are independent of the type of starch employed but are dependent on its concentration, the nucleating effect of the different starches and on the mobility of the polymer chains that make up the blend. Thermogravimetric analysis indicated the presence of two defined stages of mass loss for all films under investigation. Tensile testing shows that films containing starch had similar behavior to that of PLA in the PLA/PBAT blend, presenting high values of tensile strength, elastic modulus and tensile strength and low values of strain at break.  The results suggest that babassu mesocarp starch is viable alternatives to the production of packaging films

Use of Compression Molding for the Production of Ternary Films Based on Poly (Lactic Acid), Montmorillonite, and Oregano Essential Oil

Poly (Lactic Acid) (PLA) is considered one of the most promising polymers. However, neat PLA films have limitations. An effective strategy to overcome these problems is incorporating clay or essential oils. Cloisite 30B (C30B) is an organoclay widely used to improve the properties of polymers. Notably, the development of films incorporating Oregano Essential Oil (OEO) has attracted significant attention. Compression molding manufactured neat PLA, PLA/C30B, and PLA/C30B/OEO films in this manuscript. The visual evaluation indicated that the films had a good surface finish, and the films thickness varied between 0.15–0.19 mm. The moisture content increased with the incorporation of C30B and OEO. Optical microscopy showed a good distribution of clay particles. The transparency of the films increased with OEO, while with C30B, it presented greater opacity. Incorporating C30B/OEO in the PLA matrix is a promising film proposal that can be directed to the packaging sector. However, other analyses must be done better to understand the films performance for such an application

Nanocomposites PP / BENTONITA: effect of processing conditions and matrix viscosity

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de polipropileno com 1%, em peso, de argila bentonita natural e organofílica, por meio do processo de intercalação por fusão empregando diferentes equipamentos e condições de processamento. Três tipos de polipropileno com diferentes viscosidades (índices de fluidez entre 3,5 e 40 dg/min, ASTM D1238 condição 230/2,16) foram empregados. A modificação da argila foi realizada utilizando o Cetremide (brometo de dodecil trimetil amônio). A incorporação do modificador orgânico na argila foi observada através do aumento da distância interplanar basal e o surgimento de bandas características do sal de amônio no espectro de infravermelho. Os nanocompósitos foram processados em extrusoras dupla rosca corrotacional e contrarrotacional interpenetrantes e em extrusora monorosca dotada de elementos de mistura, sendo caracterizados mecânica e estruturalmente. Os resultados de difração de raios-x e da microscopia óptica indicaram que as condições de processamento e a viscosidade da matriz afetam a dispersão da argila no sistema, sendo observada a formação de microcompósitos e estruturas intercaladas. Os resultados obtidos mostraram que com a utilização de extrusora monorosca com elementos de mistura seria possível a preparação de nanocompósitos, o que – se for confirmado por estudos posteriores - terá significativa importância econômica para a indústria de processamento de polímeros. O comportamento mecânico dos nanocompósitos obtidos com argila organofílica, considerando os erros experimentais, foi ligeiramente superior ao da matriz polimérica.This work in concerned with the preparation of nanocomposites from polypropylene and 1% bentonite clay, both natural and organophilic, using the melt intercalation procedure, in different equipments and under different processing conditions. Three grades of polypropylene, with different melt flow rates (between 3.5 and 40 dg/min, ASTM D1238, 330/2.16 condition) were used in the present study. The organic modification of the clay was performed with Cetrimide (dodecyl trimethyl ammonium bromide). The incorporation of the organic modifier was verified by the increase of the interlayer distance in the clay structure and by appearance of the modifier characteristic peaks in infrared spectra. The polymer and clay were compounded in a modular corotating twinscrew extruder, a conical counter-rotating intermeshing twin-screw extruder, and a single-screw extruder fitted with custom mixing section. The compounds were characterized by x-ray diffraction, optical microscopy and mechanical (tensile and impact) properties. X-ray diffraction and microscopy showed that matrix viscosity and processing conditions affected the structure of the compounds; microcomposites and intercalated structures were observed. The results also suggest that the single-screw extruder with the mixing section may be used to make nanocomposites, a fact that – if confirmed by further studies – may be of technological and commercial importance. Mechanical properties of the compounds prepared with organoclay were slightly better that those of polymer matrix.CNP

Effect of polypropylene type and processing conditions on formation and properties of composites with organophilic clay.

Foram preparados compósitos de polipropileno homopolímero e copolímeros randômico e heterofásico , com 5%, em peso, de argila organofílica comercial, polipropileno enxertado com anidrido maleico como agente compatibilizante em teores de 5 e 15%, e erucamida como agente co-intercalante em teores de 0,5 e 1,0%, por meio do processo de intercalação no estado fundido, empregando diferentes equipamentos e condições de processamento. Os compósitos foram processados em misturador interno e extrusora dupla rosca corrotacional com dois perfis de rosca e sob diferentes velocidades, e posteriormente caracterizados através das propriedades mecânicas, morfologia e teste de inflamabilidade. Os resultados de difração de raios X indicaram que o tipo de matriz polimérica afeta a dispersão da argila no sistema, sendo observada a formação de estruturas intercaladas, em especial quando o agente co-intercalante foi empregado. A microscopia eletrônica de transmissão mostrou a incipiente esfoliação da argila organofílica. O comportamento mecânico dos compósitos obtidos foi superior ao da matriz polimérica, com exceção da resistência ao impacto, que apresentou reduções, em especial os compósitos a base de copolímero heterofásico. Ciclos de reprocessamento não afetaram significativamente as propriedades mecânicas do compósitos. O teste de inflamabilidade indicou aumento da velocidade de queima e a formação de uma camada carbonácea evitando gotejamento da amostra. Variações do método processamento indicaram que a argila sofre o processo de expansão de suas lamelas devido à presença do compatibilizante e do co-intercalante principalmente durante a preparação de concentrados no misturador e a simulação da extrusora de dupla rosca com um software comercial correlacionaram satisfatoriamente os resultados experimentais.Composites of homopolymer polypropylene and random and heterophasic copolymers of 5% by weight of commercial organophilic clay, maleic anhydride grafted polypropylene as compatibilizing agent in contents of 5 and 15%, and erucamide as co-intercalating agent were prepared. 0.5 and 1.0% by means of the merged process in the molten state, employing different equipment and processing conditions. The composites were processed in an internal mixer and double screw extruder with two different profiles and at different speeds, and then characterized by mechanical properties, morphology and flammability test. The X-ray diffraction results indicated that the polymeric matrix type affects the dispersion of clay in the system, and the formation of intercalated structures was observed, especially when the co-intercalating agent was employed. Transmission electron microscopy showed the incipient exfoliation of organophilic clay. The mechanical behavior of the obtained composites was superior to that of the polymeric matrix, except for the impact resistance, which showed reductions, especially the composites based on heterophasic copolymer. Reprocessing cycles did not significantly affect the mechanical properties of the composites. The flammability test indicated increase of the burning rate and the formation of a carbonaceous layer avoiding dripping of the sample. Variations of the processing method indicated that the clay undergoes the expansion process of its lamellae due to the presence of compatibilizer and co-intercalant mainly during the preparation of concentrates in the mixer and the simulation of the twin screw extruder with commercial software satisfactorily correlated the results. experimental

Avaliação da inflamabilidade e do envelhecimento natural de compósitos de polímero verde e argila vermiculita para potencial uso na construção civil

Compósitos de polietileno verde e argila vermiculita foram desenvolvidos por meio da técnica de intercalação por fusão com o objetivo de investigar seu potencial uso como material de construção. Os compósitos foram processados em uma extrusora monorosca e moldados em uma termoprensa hidráulica. Para este trabalho, foram analisadas a resistência à propagação de chamas e os efeitos do envelhecimento natural do polietileno verde e seus compósitos. Amostras foram expostas a um ensaio de degradação abiótica durante 90 dias como forma de avaliar os efeitos das condições climáticas na morfologia e nas propriedades mecânicas do material. O teste de inflamabilidade evidenciou o efeito catalítico da argila, uma vez que para todos os compósitos avaliados, a resistência à propagação de chamas foi inferior em relação ao polímero verde puro. Os efeitos do envelhecimento natural na morfologia dos materiais foram caracterizados pela transição da matriz polimérica de um aspecto dúctil para uma aparência mais frágil e o aparecimento de vazios e de fraturas internas. Em virtude disso, o desempenho mecânico dos sistemas foi diretamente afetado, como resultado de diversos tipos de degradação abiótica sofrida pelas amostras

Avaliação da inflamabilidade e do envelhecimento natural de compósitos de polímero verde e argila vermiculita para potencial uso na construção civil

Compósitos de polietileno verde e argila vermiculita foram desenvolvidos por meio da técnica de intercalação por fusão com o objetivo de investigar seu potencial uso como material de construção. Os compósitos foram processados em uma extrusora monorosca e moldados em uma termoprensa hidráulica. Para este trabalho, foram analisadas a resistência à propagação de chamas e os efeitos do envelhecimento natural do polietileno verde e seus compósitos. Amostras foram expostas a um ensaio de degradação abiótica durante 90 dias como forma de avaliar os efeitos das condições climáticas na morfologia e nas propriedades mecânicas do material. O teste de inflamabilidade evidenciou o efeito catalítico da argila, uma vez que para todos os compósitos avaliados, a resistência à propagação de chamas foi inferior em relação ao polímero verde puro. Os efeitos do envelhecimento natural na morfologia dos materiais foram caracterizados pela transição da matriz polimérica de um aspecto dúctil para uma aparência mais frágil e o aparecimento de vazios e de fraturas internas. Em virtude disso, o desempenho mecânico dos sistemas foi diretamente afetado, como resultado de diversos tipos de degradação abiótica sofrida pelas amostras

Influência da argila vermiculita brasileira na biodegradação de filmes de PHB

Resumo Este trabalho teve como objetivo preparar e avaliar filmes PHB/vermiculita natural e modificada nas quantidades em peso de 1%, 3% e 6% através dos métodos intercalação por fusão e intercalação por solução. Os bionanocompósitos obtidos pelo método intercalação por fusão foram preparados em uma extrusora monorosca e posteriormente os filmes foram moldados via compressão. Na preparação dos filmes por solução, os sistemas foram submetidos à agitação e aquecimento a 80 °C. Os sistemas foram avaliados por difração de raios-X e o comportamento de biodegradação foi avaliado de acordo com a norma ASTM G 160-03. O acompanhamento da biodegradação foi realizado por meio de inspeção visual e perda de massa. Observou-se que o percentual de argila e o método de obtenção dos filmes influenciaram na estrutura formada e na biodegradação dos sistemas