Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3697.pdf: 15070737 bytes, checksum: 970238b26f190d317c6f99bc3b9c278f (MD5) Previous issue date: 2011-07-19 / The polypropylene is a versatile polymer but has lack of impact resistance. The polypropylene toughness is obtained thorugh the adition of elastomers that cause the loss of the blend stiffness. Many studies were performed in order to have the impact modification efficiency for different types of elastomers normally based on ethylene or styrene. The toughness mechanisms were also studied as well as the nucleant uses for minimizing the negative effect on blend stiffness reduction. The polypropylene blend morphology with containing elastomers, normally, presents two phases harming its transparency. Polypropylene is very used for applications where impact resistance is important but also the transparency like rigid packaging. Some studies were about polypropylene toughness in presence of clarifiers trying to get toughness with transparency. This work aims to evaluate the relation between toughness/ transparency of two types of random polypropylenes using different types of olefinics elastomers, ethylene based and propylene based with different density and molecular weight. The elastomers were added in different amounts, 10% and 20% wt. For the blends with PP12, EOC1 and EOC2 presented an excellent toughness/ stiffness balance. Regarding haze, these two elastomers reduced the blends transparency. PAO1 showed the best toughness/ transparency balance. For the blends with PP45, it was seen that EOC2 had the best toughness/ stiffness balance. However its transparency was reduced. PAO1 e PAO2 showed the best balance toughness/ transparency balance. / O polipropileno é um polímero bastante versátil porém apresenta deficiência no que tange resistência ao impacto. A tenacificação do polipropileno é obtida através da adição de elastômeros que acaba por reduzir a rigidez da blenda. Muitos estudos já abordaram a eficiência de modificação de impacto diferentes elastômeros normalmente base etileno ou estireno. Os mecanismos de tenacificação também já foram estudados assim como o uso de nucleantes para minimizar o efeito negativo na redução da rigidez da blenda. A morfologia de blendas de polipropileno com elastômeros, geralmente, mostra a presença de duas fases o que acarreta em um prejuízio da transparência da blenda. O polipropileno é um polímero muito utilizado em aplicações onde a resistência ao impacto é importante mas a transparência também como é o caso de embalagens rígidas. Alguns estudos abordaram tenacificação de polipropileno na presença de clarificantes objetivando justamente obtertenacificação e transparência. Esse trabalho tem como objetivo avaliar a relação tenacificação/ transparência de dois tipos de polipropileno randômicos com o uso de diferentes elastômeros olefínicos, base etileno e base propileno diferenciando-se também por massa molar e densidade. Os teores dos elastômeros avaliados foram de 10% e 20% em massa. Verificou-se que para PP 12, tanto EOC1 como EOC2 apresentaram um excelente balanço tenacidade- rigidez. Na opacidade, esses dois elastômeros prejudicaram a transparência. PAO1 se mostrou com um melhor balanço tenacidade- transparência. Para o PP45 verificou-se EOC2 como o melhor balanço tenacidade-rigidez. Sua transparência foi prejudicada. PAO1 e PAO2 mostraram-se com o melhor balanço tenacidade- transparência

O aumento da demanda por embalagens flexíveis, a evolução dos processos de transformação e a demanda por materiais que viabilizem aumento de produtividade sem perda de qualidade das embalagens, tornam necessário o desenvolvimento de soluções que atendam este mercado. Com foco na manutenção da integridade e qualidade dos produtos embalados, a propriedade de selagem dos filmes é uma das mais importantes. Devido à necessidade de aumento de produtividade e ao aumento de velocidade na etapa de empacotamento automático dos produtos, soluções que viabilizem a redução de temperatura necessária para selagem das embalagens têm sido estudadas pelos fornecedores de resinas termoplásticas e a utilização de blendas poliméricas tem se mostrado uma solução rápida com baixo ou nenhum investimento e que proporcionam a combinação de propriedades de diferentes polímeros para obtenção do incremento desejado. Diante deste contexto, foram produzidas três blendas, BL1, BL2 e BL3, na proporção mássica 85/15 (PEBDL/PEUBDL), entre um PEBDL convencional, amplamente utilizado para produção de embalagens flexíveis, obtido com catalisador Ziegler-Natta, e três PEUBDLs, identificados como PEUBDL1, PEUBDL2 e PEUBDL3, todos obtidos com catalisadores metalocênicos. Foram obtidos filmes monocamada, em extrusora tubular, na proporção mássica 90/10 (PEBDL, BL1, BL2 ou BL3/PEBD). Foram avaliados os efeitos dessa mistura nas propriedades físicas, estruturais, reológicas, óticas, mecânicas e de soldabilidade e a partir destas avaliações, foram estabelecidas correlações entre estrutura e propriedade, com ênfase nas propriedades de selagem dos materiais. Os resultados obtidos mostram que as blendas proporcionaram melhoria da propriedade de selagem em comparação ao PEBDL, especialmente as blendas produzidas com os PEUBDLs de menor densidade. De maneira geral as blendas apresentaram melhores propriedades mecânicas e óticas, em comparação ao PEBDL. / The increasing demand for flexible packaging, the advances on conversion processes and the demand for materials that allow the increase in productivity with no quality loss of the packaging require the development of new solutions to this market. Focusing on keeping packed product’s quality and integrity, the sealing property is one of the most important property for this segment. Due to productivity increase and the increase on the speed of automatic packaging machines, the suppliers of thermoplastic resins have been studying solutions to reduce the temperature needed to seal the packaging. The use of polymer blends has been a fast and with low or none investment solution, which provide the combination of properties of different polymers to reach intended improvement. Given this context, three blends were produced, BL1, BL2 e BL3, with the following mass ratio 85/15 (LLDPE/ULDPE), among a conventional LLDPE, widely used to produce flexible packaging, obtained with Ziegler-Natta catalyst, and three ULDPEs, identified as ULDPE1, ULDPE2 and ULDPE3, obtained with metallocene catalysts. Monolayer films were obtained on a tubular extruder, with the mass ratio 90/10 (LLDPE, BL1, BL2 or BL3/LDPE). The effects of the blending were analyzed on physical, structural, rheological, optical, mechanical and sealing properties. Structure – property correlation were discussed, focusing on the sealing property. The results show that the blends enhanced sealing properties compared to LLDPE, highlighting the blends with ULDPE with lower density. In general, the blends presented better mechanical and optical properties when compared to LLDPE.

A tecnologia avançada das matérias-primas utilizadas nas atuais embalagens de multicamadas é acompanhada por inovações, atualizações e automação dos equipamentos de produção, por coextrusão e/ou laminação. Um aumento considerável de custos se origina na aquisição e manutenção de equipamentos, e no aperfeiçoamento da mão-de-obra operacional. Também, a sofisticação das embalagens, cria a dificuldade de seu posterior reaproveitamento e reciclagem, devido à utilização dos muitos e distintos materiais nelas aplicados. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de embalagens pet food com propriedades de barreira, que não necessitem de processos como coextrusão. Existem estudos e artigos publicados que se dedicam a estudar o comportamento de blendas binárias de poliolefinas no uso de embalagens, porém não se encontram informações acerca de blendas ternárias que, provavelmente, poderão agregar melhorias para as embalagens de pet food. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira foram processados filmes por compressão térmica de oito blendas ternárias, quatro contendo (PEAD) e outras quatro, polipropileno (PP). As oito amostras foram caracterizadas por ensaios mecânicos e utilizouse a Análise de Variância de Fator Único – ANOVA para determinação das melhores composições, uma de PEAD e outra de PP. Na segunda etapa, as duas blendas ternárias anteriormente selecionadas foram aditivadas com dois agentes de barreira baseados em poliamida (PA) e processadas em extrusão de filme plano. Os oito filmes obtidos foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, térmicos, de difração de raios X e reológicos aplicando-se um Projeto e Análise de Experimento – DOE para definir as melhores composições, uma contendo PEAD e outra PP. Na terceira etapa, as blendas aditivadas com agente de barreira selecionadas, uma de PEAD e outra de PP, foram processadas em extrusão de filme tubular com espessura de parede de 180 μm, nas razões de sopro de 2,5:1 e 3,5:1. Os filmes da blenda contendo PP não demonstraram compatibilidade adequada e foram descartados. Os filmes da blenda com PEAD foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, permeabilidade ao O2, térmicos e ópticos. Conclui-se que o filme selecionado, da blenda ternária de PEAD com adição de aditivo de barreira baseado em PA, na razão de sopro de 3,5:1, possui propriedades mecânicas superiores as da embalagem comercial e que houve um decréscimo significativo na permeabilidade ao O2 desta blenda quando comparada aos seus constituintes básicos, entretanto, o valor de permeabilidade ao O2 da embalagem comercial é acentuadamente menor, o que é um indicativo para a continuidade experimental com aditivos que proporcionem melhores resultados de barreira ao O2. / The advanced technology of the raw materials used in current multi-layer packaging is accompanied by innovations, upgrades and automation of production equipment, by coextrusion and/or lamination. A considerable increase in costs comes from the acquisition and maintenance of equipment and improvement of operational hand labor. The sophistication of packaging also creates the difficulty of subsequent reuse and recycling due to the use of many different materials applied to it. The objective of this study is to develop pet food packaging with barrier properties, which do not require processes such as co-extrusion. There are studies and articles dedicated to studying the behavior of polyolefin binary blends in the use of packaging, but there is no information about ternary blends which could probably add enhancements to the packaging of pet food. The work was divided into three stages. In the first step, films were processed by thermal compression from eight ternary blends, containing four different ratios of HDPE and four of PP. The eight samples were characterized by mechanical testing and used a Single Factor Analysis of Variance – ANOVA to determine the best compositions of HDPE and PP. In the second step, the two previously selected ternary blends were doped with two barrier resins based on PA and processed in a flat film extrusion. The eight films obtained were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, thermal testing, X-ray diffraction studies and, as well as, rheological testing, applying a Design of Experiment - DOE to define the best compositions, one containing HDPE and the other PP. In the third step, the selected blends were doped with barrier resin, one of HDPE and the other PP, and processed into blown film extrusion with a wall thickness of 180 μm in the blowing ratios of 2.5: 1 and 3.5: 1. The films of the blends with PP was ruled out, because did not show adequate compatibility. The films of the blends with HDPE were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, O2 permeability, thermal, and, as well as, optical testing. It follows that the selected film, the ternary blend of HDPE with the addition of barrier based resin PA in the blow up ratio of 3.5: 1, has superior mechanical properties to the commercial package and that there was a significant decrease in this blend O2 permeability when compared to its basic constituent. However, the O2 permeability value for the commercial package is markedly lower, which is a target for experimental continuity with additives that provide improved barrier results O2.

No presente trabalho foram produzidos protótipos de liners de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) e de alta densidade (HDPE), usados para fabricar cilindros para Gás Natural Veicular GNV, tipo IV por moldagem rotacional ou rotomoldagem. Diversas composições da blenda de LLDPE/HDPE foram utilizadas de forma a verificar os efeitos dos parâmetros de processo (ciclo de temperatura, tempo e velocidade de rotação) na miscibilidade da blenda e das propriedades finais do liner, tais como, densidade, porosidade e comportamento de cristalização, permitindo produzir a parede do cilindro o mais homogênea possível e capaz de armazenar o gás à alta pressão. O liner foi produzido com a blenda polimérica que apresentou as melhores propriedades nos experimentos realizados. O trabalho avalia a resistência à pressão hidrostática (burst pressure test) de um protótipo de um liner polimérico para vasos de pressão. O liner será usado em um cilindro de GNV, feito de fibra de carbono e resina epóxi, manufaturado pelo processo de enrolamento filamentar, com variação da espessura da camada externa de fibra de carbono e mantendo constante a espessura da parede. Testes experimentais foram realizados no liner em modelos em escala reduzida e real. O desenho e a análise da falha do compósito laminado e do liner de blenda polimérica foram realizados utilizando o critério de Tsai-Wu e von Mises, respectivamente, com a simulação por elementos finitos – FEA, no software Abaqus. Os resultados confirmam a importância dos testes e das simulações para definir os parâmetros de produção adequados do liner polimérico para desenvolver o vaso de pressão em compósito. / In the present work, liner prototypes of linear low density (LLDPE) and high density polyethylene (HDPE) blends, used for CNG (Compressed Natural Gas) type IV cylinders manufacture were produced. The LLDPE/HDPE blend composition was varied in order to verify the effect of the process parameters (temperature cycle, time and rotation speed) on the blend miscibility and liner final properties, such as density, porosity and crystallization behavior, in order to obtain a homogeneous wall capable of retain high pressure gas. The liner was produced with the polymer blend that showed the best properties in the experiments realized. The work concerns the hydrostatic pressure strength (burst pressure test) of a prototype polymeric pressure vessel liner. The liner is to be used in an all-composite carbon epoxy CNG shell, manufactured by the filament winding process, with varying the number of carbon fiber layers keeping constant the wall thickness. Experimental hydrostatic tests were conducted in the liner in reduced and real scale models. Design and failure prediction of the composite laminate shell and the polymer blend liner were conducted using Tsai-Wu and von Mises criteria respectively in the Finite Element Analyses - FEA software Abaqus. Results confirmed the importance of the tests and simulations to define adequate production parameters for polymeric liner in order to develop a composite pressure vessel.

No presente trabalho foram produzidos protótipos de liners de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) e de alta densidade (HDPE), usados para fabricar cilindros para Gás Natural Veicular GNV, tipo IV por moldagem rotacional ou rotomoldagem. Diversas composições da blenda de LLDPE/HDPE foram utilizadas de forma a verificar os efeitos dos parâmetros de processo (ciclo de temperatura, tempo e velocidade de rotação) na miscibilidade da blenda e das propriedades finais do liner, tais como, densidade, porosidade e comportamento de cristalização, permitindo produzir a parede do cilindro o mais homogênea possível e capaz de armazenar o gás à alta pressão. O liner foi produzido com a blenda polimérica que apresentou as melhores propriedades nos experimentos realizados. O trabalho avalia a resistência à pressão hidrostática (burst pressure test) de um protótipo de um liner polimérico para vasos de pressão. O liner será usado em um cilindro de GNV, feito de fibra de carbono e resina epóxi, manufaturado pelo processo de enrolamento filamentar, com variação da espessura da camada externa de fibra de carbono e mantendo constante a espessura da parede. Testes experimentais foram realizados no liner em modelos em escala reduzida e real. O desenho e a análise da falha do compósito laminado e do liner de blenda polimérica foram realizados utilizando o critério de Tsai-Wu e von Mises, respectivamente, com a simulação por elementos finitos – FEA, no software Abaqus. Os resultados confirmam a importância dos testes e das simulações para definir os parâmetros de produção adequados do liner polimérico para desenvolver o vaso de pressão em compósito. / In the present work, liner prototypes of linear low density (LLDPE) and high density polyethylene (HDPE) blends, used for CNG (Compressed Natural Gas) type IV cylinders manufacture were produced. The LLDPE/HDPE blend composition was varied in order to verify the effect of the process parameters (temperature cycle, time and rotation speed) on the blend miscibility and liner final properties, such as density, porosity and crystallization behavior, in order to obtain a homogeneous wall capable of retain high pressure gas. The liner was produced with the polymer blend that showed the best properties in the experiments realized. The work concerns the hydrostatic pressure strength (burst pressure test) of a prototype polymeric pressure vessel liner. The liner is to be used in an all-composite carbon epoxy CNG shell, manufactured by the filament winding process, with varying the number of carbon fiber layers keeping constant the wall thickness. Experimental hydrostatic tests were conducted in the liner in reduced and real scale models. Design and failure prediction of the composite laminate shell and the polymer blend liner were conducted using Tsai-Wu and von Mises criteria respectively in the Finite Element Analyses - FEA software Abaqus. Results confirmed the importance of the tests and simulations to define adequate production parameters for polymeric liner in order to develop a composite pressure vessel.

Orientador: João Sinezio de Carvalho Campos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_NelsonRodrigo_M.pdf: 6493019 bytes, checksum: f667f5f51dcc90a9fe8da70609bb259d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A proposta deste trabalho é desenvolver um material de fácil processamento de é boa condutividade elétrica. O método de preparação escolhido foi o de solução dos polímeros escolhidos, PAni dopada com ADBS e do copolímero de etileno/propileno, num solvente comum (Xileno) com a subseqüente evaporação total do solvente. Caracterizou-se os efeitos da PAni/ADBS (10%, 20%, 40% e 50%), do EPR e do anidrido maléico (MAH) juntamente com o peróxido como compatibilizantes. A análise termogravimétrica mostra que as blendas desenvolvidas apresentam três fases de perda de massa, sendo a segunda a principal. O ADBS degrada no segundo estágio e por conseqüência desdopa a PAni. Além disto, revela que as blendas com 50% de PAni apresentam uma temperatura de degradação ao redor de 335 ºC, a qual é superior ao polímero puro (295ºC). Isto leva à suposição de uma parcial compatibilização do EPR com a PAni/ADBS. A hipótese volta a ser sustentada pela análise de DSC, onde a Tg é influência pela concentração de EPR. As blendas apresentam mais de uma Tg, apontando para a imiscibilidade, mas a Tg da fase rica em PAni/ADBS da blenda com 20% de PAni/ADBS é de 65ºC, enquanto que na blenda com 50% é de 54ºC, o que levanta a suposição de uma miscibilidade parcial. O MAH e o peróxido não influenciaram nos resultados das análises térmicas. Ao passo que, a técnica analítica de infravermelho não identificou mudanças vibracionais nas moléculas das blendas em estudo, não suportando a hipótese de miscibilidade mesma que parcial. As imagens de MEV mostram uma blenda imiscível e uma estrutura de placas que evolui com o aumento da concentração de PAni/ADBS. Nota-se também uma evolução diferenciada da fase PAni/ADBS nas blendas com MAH e peróxido, levando a uma hipótese que estes compostos devem influenciar na morfologia da fase PAni/ADBS. A avaliação da condutividade elétrica superficial das blendas mostra que ela é proporcional à concentração da PAni/ADBS e que as blendas com 50% de PANi/ADBS apresentam apenas uma década de diferença de condutividade em relação a PAni/ADBS pura. Com base nos resultados obtidos o processamento via solução mostra ser um método promissor, proporcionando blendas de alta estabilidade térmica e boa condutividade. / Abstract: The proposal of this work is to develop a new material, which is easy to process and it has a good electrical conductivity. The process method chosen was the solution of the polymers, doped polyaniline with dodecilbenzeno sulfonic acid and the ethylene/propylene copolymer, in a common solvent (Xylene), follow by casting. The effect of PAni/ADBS (10%, 20%, 40% and 50%), EPR, maleic anhydride and peroxide were characterized. The thermo gravimetric analyses showed that the blends have three steps of mass loss, among them the second is the more important. The DBSA degrades in the second step, consequently, desdopes the PAni. Besides, the TGA pointed out that the blend with 50% of PAni/DBSA has a temperature of degradation around 3350C, which is higher than the PAni/DBSA polymer (2950C). Based on that, the hypothesis of partial compatibilization between EPR and PAni/DBSA was raised. The DSC analyses supported this assumption (the Tg is influenced by EPR concentration). The blends have more than one Tg, indicanting that the blends are immiscible, but the Tg of the PAni/DBSA phase with 20% of PAni/DBSA is 650C, while the blend with 50% is 540C. The MAH and the peroxide did not influence the results of the thermo analyses. Regards to infrared spectroscopy analyses, the technique did not identify any change in the vibrations of molecule of the developed blends, thence it follows that the miscibility hypothesis, even partial, is not supported by infrared. The SEM photographs showed more than one phase and plates structures. These plates structures are influenced by the MAH and by the peroxide. Perhaps, these substances influence the morphology of PAni/DBSA phase. The superficial electrical conductivity of the blends is proportional to PAni/DBSA concentration and the blends with 50% of PAni/DBSA have only one decade of difference in relation to PAni/DBSA polymer. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Neste trabalho foram obtidas blendas flexíveis condutoras do copolímero randômico P(VDF-TrFE) na composição molar (60-40) com POMA, dopadas com TSA. Os filmes foram estudados por medidas de condutividade elétrica, análise termogravimétrica, calorimetria diferencial de varredura, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. A condutividade elétrica alcançada foi de 10-3 S/cm para o conteúdo de aproximadamente 25% de POMA dopada com TSA. As blendas apresentaram um comportamento termicamente estável ate a temperatura de 230&#176C e uma morfologia fibrilar que aumenta em quantidade com o aumento do conteúdo de POMA-TSA. A estrutura cristalina e a transição de fase (de ferroelétrica para paraelétrica), do copolímero foi observada nas blendas mesmo para alto conteúdo de POMA (20%). Estudos de condutividade dc realizados em baixa temperatura, mostraram que para a blenda 90/10 dopada, o processo de condução elétrica e explicado pelo modelo de \"Variable Range Hopping\"(VHR) em três dimensões. Para o regime ac verificou-se que a condutividade obedece a relação σac≈ωS), onde o expoente s depende da temperatura, tendendo ao valor 1 a medida que à temperatura tende para 0 K. Também foram estudados filmes de PANI e POMA sintetizadas quimicamente, expostos a radiação ionizante de raios-X e caracterizados por espectroscopia de UV-visível, ressonância paramagnética eletrônica, condutividade elétrica e teste de solubilidade. Os resultados mostraram que as amostras irradiadas em vácuo ou em atmosfera de oxigênio seco, não tiveram seu espectro eletrônico mudados. No entanto para as amostras irradiadas em condições ambientes, a banda de absorção atribuída à transição excitônica foi deslocada para mais baixa energia. Essa mudança no espectro vem acompanhada com um grande aumento da condutividade elétrica. Esse resultado indica que as polianilinas podem ser dopadas por raios-X. As amostras irradiadas tornaram-se não solúveis mesmo depois de desdopada, devido à formação de ligações cruzadas. Para as amostras previamente dopadas com ácidos inorgânicos, a condutividade decresce com a dose de irradiação. Provavelmente esta diminuição da condutividade ocorre pela mudança estrutural que ocorre no polímero / In this work we have obtained flexible conductive blends of P(VDF-TrFE) (60-40) copolymer and POMA. Free-standing films were studied by conductivity measurements, thermal gravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The electrical conductivity reached was 10-3S/cm for contents of about 25% of POMA doped with TSA. The blends are thermally stable up to 230&#176C and showed fibrils morphology that increase in quantity with the increase of content POMA-TSA. The crystalline structure and the phase transition (ferroelectric to paraeletric), of copolymer was also observed in the blends even to high content of POMA (20%). The temperature dependence of σ dc showed that at low temperature the conduction process is governed by Variable Range Hopping (VRH) in three dimensions. The ac conductive measurement, at low temperature, showed a dependence with frequency as σac≈ωs, where the exponent s depend of temperature, converging to one as the temperature goes to zero. Also thin films of chemically synthesized PANI and POMA, were exposed to ionizing X-ray radiation and characterized by ultraviolet visible spectroscopy, electron paramagnetic resonance, electrical conductivity and solubility measurements. Samples irradiated in vacuum or dry oxygen atmosphere did not show electronic spectra variation. However, under humid atmosphere the energy of the excitonic transition was decreased and accompanied by a great conductivity increase. The results indicate that doping of polyaniline can be induced by X-ray radiation. The solubility is significantly decreased to irradiated samples, even after to be doped, due to crosslinking. In samples previously doped with inorganic acid, the conductivity decreased with irradiation dose, probably due to structural changes.

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:50:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_ElaineCristina_M.pdf: 2819560 bytes, checksum: 35692ba489585c42469cd45337f16702 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho, foram preparadas blendas de poli(cloreto de vinila), PVC, com elastômero termoplástico poli[estireno-g(etileno-co-propileno-co-dieno)-g-acrilonitrila), AES. O AES é uma mistura complexa de poli(estireno-co-acrilonitrila), SAN, poli(etileno-co-propileno-co-dieno), EPDM e do copolímero de enxertia EPDM-g-SAN. As blendas com 10, 20 e 30% de AES foram obtidas em extrusora dupla-rosca cônica. As blendas PVC/AES são heterogêneas, apresentando uma fina dispersão da fase EPDM na matriz da blenda. Análise dinâmico-mecânica e calorimetria diferencial de varredura mostraram fortes indícios de que há um certo grau de miscibilidade da fase SAN do AES e o PVC. Mais especificamente, foram observadas duas transições vítreas para as blendas; a da fase EPDM, deslocada para temperaturas menores em relação à fase EPDM do AES; a da matriz, deslocada para temperaturas intermediárias entre as transições do do PVC e do SAN. Esta miscibilidade entre a fase SAN do AES e o PVC, que resultou em uma boa adesão entre a fase PVC e a fase EPDM da blenda, levando a uma melhora significativa nas propriedades de resistência ao impacto e alongamento do PVC. As blendas de 10, 20 e 30% de AES apresentaram um aumento de 240, 460 e 160% respectivamente, no alongamento do PVC e as blendas de 20 e 30% de AES apresentaram respectivamente um aumento da resistência ao impacto de 2000 e 2700% se comparadas ao PVC original. / Abstract: Abstract: In this work blends of polyvinyl chloride, PVC and the thermoplastic elastomer poly[acrylonitrile-g-(ethylene-co-propylene-co-diene)-g-styrene] were prepared. AES is a complex mixture of poly[stiren-co-acrylonitrile), SAN, and poly (ethylen-co-propylene-co-diene), EPDM and the graft copolymer EPDM-g-SAN. These blends were prepared ina twin-screw conic extruder in the following compositions: 10, 20 and 30% wt of AES. The blends are heteroneneos, presenting a thin phase dispersion of EPDM in the matrix. Dinamic-mechanical analysis (DMA) and Differential Electronic Calorimitry (DSC) showed miscibility between PVC and SAN phase of AES. Two glass transitions were observed for blends: one related to EPDM phase, shifted to lower temperatures in comparison to EPDM in the neat AES and another to matrix, intermediate to PVC and SAN glass transition temperatures. The miscibility between SAN phase and PVC, which promotes a good adhesion between PVC and EPDM significantly improved the impact resistance and elongation. The blends of 10, 20 and 30% of AES present an increase in elongation values in 240, 460 and 160% respectively and the blends of 20 and 30% of AES present an improvement of impact resistance of 2000 and 2700% respectively comparing to the original PVC / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:15:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_JulianaAristeiade_M.pdf: 8870199 bytes, checksum: 5cd5e62e3feb21e2e5b8696cb5a50d73 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho foram estudadas blendas de poli(etileno-co-álcool vinílico) (EVOH), um copolímero semicristalino que combina segmentos hidrofílicos e hidrofóbicos e poli(metacrilato de metila) (PMMA), um polímero amorfo e hidrofílico. As blendas de EVOH, com teor de etileno variando de 27 a 44 mol %, e PMMA foram preparadas por casting a partir de soluções em DMF, e por mistura mecânica em um mini-misturador, objetivando: i) avaliar o comportamento de fases e a morfologia das blendas, EVOH/PMMA, em função da composição das misturas, do teor de etileno nos copolímeros de EVOH e do método de preparação; ii) obter os diagramas de fases das soluções binárias, EVOH/DMF, e ternárias, EVOH/PMMA/DMF, através do processo de separação de fases induzido termicamente (TIPS). O comportamento de fases das blendas, EVOH/PMMA, foi estudado através de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Análise Dinâmico-Mecânica (DMA). A morfologia das blendas foi investigada por Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). As blendas independentemente do modo de preparação e da composição são imiscíveis. Como conseqüência desta imiscibilidade, as temperaturas de fusão (Tf) e cristalização (Tc) não são afetadas pela presença de PMMA. A morfologia das blendas varia com a composição e método de preparação. As blendas obtidas pelo método mecânico são compactas, apresentando morfologia de fase dispersa em uma matriz, com inversão de fases em aproximadamente 50 % em massa de cada componente. As soluções binárias, EVOH/DMF, e ternárias, EVOH/PMMA/DMF, foram submetidas a ensaios para a determinação das temperaturas de turvamento (Tturv) por microscopia ótica, e de cristalização dinâmica (Tcd), por DSC. As soluções binárias apresentaram comportamento UCST (upper critical solution temperature), sendo que a separação de fases L-L ocorre a temperaturas superiores à separação de fases S-L. O modelo de interações binárias prevê que a curva de separação L-L para as soluções EVOH- 38/DMF esteja situada a temperaturas superiores em relação às soluções EVOH-32/DMF e indica que a separação de fases resulta da baixa afinidade entre segmentos hidrofóbicos do EVOH com os segmentos do polímero contendo hidroxila e com o solvente, DMF, concordando com os dados obtidos experimentalmente. Filmes de EVOH obtidos pela evaporação do solvente mostraram-se densos, sem a presença de poros. As soluções ternárias também apresentaram comportamento UCST, resultando em duas fases macroscópicas, F1 e F2, à temperatura ambiente. A composição destas fases foi determinada por Análise Termogravimétrica (TGA), e os resultados mostraram que uma das fases macroscópicas é rica em EVOH e outra fase é rica em PMMA. As blendas resultantes da secagem dos sistemas ternários apresentaram duas camadas: uma densa e rica em PMMA e outra porosa e rica em EVOH. A presença de PMMA foi decisiva à formação de estruturas porosas / Abstract: In this work blends of poly (ethylene-co-vinyl alcohol) (EVOH), a semicrystalline copolymer which combines hydrophobic and hydrophilic segments and poly (methyl methacrylate) (PMMA), an amorphous and hydrophilic polymer were studied. EVOH blends, with ethylene content ranging from 27 to 44 mol% and PMMA were prepared by casting from solutions in DMF, and by mixing into a mini-mixer, with the objective of: i) evaluate the phase behavior and the morphology of the blends, EVOH/PMMA, depending on the composition of mixtures, the ethylene contents in the copolymers of EVOH and the conditions of mixing; ii) obtain the phase diagrams of the binary and ternary solutions, EVOH/DMF and EVOH/PMMA/DMF, respectively, by the process of thermally induced phase separation (TIPS). The phase behavior of the blends, EVOH / PMMA, was investigated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The morphology of the blends was investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM). The blends independently of the method of preparation and of the composition are immiscible. As a result of immiscibility, the melting temperature (Tm) and the crystallization temperature (Tc) are not affected by the presence of PMMA. The morphology of the blends varies with the composition and with the method of preparation. The blends produced by the mechanical method is compact, showing morphology of dispersed phase in a matrix, with inversion of phases in about 50% by weight of each component. The binary solutions, EVOH-38/DMF and EVOH-32/DMF, were submitted to experiments to determine the cloud temperature (Tcloud) by optical microscopy, and the dynamic crystallization (Tcd), by DSC. The binary solutions show UCST behavior (upper critical solution temperature), and the L-L phase separation occurs at higher temperatures than the S-L phase separation. The binary interaction model provides the L-L line to the EVOH-38/DMF, solutions which was situated at higher temperatures than the EVOH-32/DMF solutions and indicates that the phase separation results from the low affinity between the hydrophobic segments of EVOH with the segments of the polymer containing hydroxyl and the solvent, DMF, which agrees with the data obtained experimentally. Films of EVOH obtained by the solvent evaporating seemed to be dense, without the presence of pores. The ternary solutions also had UCST behavior, resulting in two macroscopic phases, F1 and F2, at room temperature. The phase compositions were determined by Thermogravimetric Analysis (TGA), and the results showed that one of the macroscopic phases is rich in EVOH and the other phase is rich in PMMA. The blends resulting from drying of ternary systems had two layers: a dense and rich in PMMA and another porous and rich in EVOH. The presence of PMMA was crucial to the formation of porous structures / Mestrado

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissFSP.pdf: 18802879 bytes, checksum: a9818f2ee4bfef9a0c0777ed0f312972 (MD5) Previous issue date: 2004-08-24 / The present work is about the influence of processing parameter and composition on the morphology of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS)resins. The ABS grades chosen are commercial products with high rubber content, i. e., above 40 wt%. A styrene-acrylonitrile copolymer (SAN) was blended to ABS parental compositions by melt extrusion in order to dilute the overall rubber contents, practice also used at the industry. The pure ABS in powder were processed in three different ways: compression, extrusion and injection molding. In each process there were variation of molding condition, and its influence on morphology formation were studied by transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopy. Blends of SAN content 2.5, 5, 10, 20, 30 and even 50 wt% of SAN had their morphologies investigated. Besides that, the polymeric components of the blends were chemically, rheologically and thermo-mechanically characterized. The analysis showed how the grafting grade and the amount of free SAN on ABS can be critical on the rheological characteristics of these materials. The pure ABS morphology showed agglomerated rubber particles, big enough to become the system matrix phase. Changes on the processing parameters alter the morphology only on the disperse phase domains size and distribution. The SEM morphology analysis of injection molded samples showed enhanced rubbery phase particles agglomeration at the border regions of the specimen. Adding up to 30 wt% of SAN in ABS wasn t enough to promote phase inversion, yielding a SAN rich phase as the system matrix. This result suggests that the added SAN wasn t miscible into the ABS free SAN. / O trabalho desenvolvido versa sobre a influência de parâmetros de processamento e da composição na morfologia de terpolímeros acrilonitrilabutadieno- estireno (ABS). As resinas de ABS escolhidas para este estudo são produtos comerciais e têm elevado teor de borracha, ou seja, acima de 40% em massa. O copolímero estireno-acrilonitrila (SAN) foi escolhido para diluir o teor de elastômero das resinas ABS, através de misturas por extrusão, prática utilizada também na indústria. Os ABS puros na forma de pó foram processados em três diferentes maneiras: compressão, extrusão e moldagem por injeção. Em cada processo foram variados parâmetros de processo, e suas influências na formação da morfologia foram estudadas através de microscopias eletrônicas de transmissão (MET) e de varredura (MEV). Blendas ABS/SAN contendo 2,5; 5; 10; 20; 30% e até 50% em massa de SAN foram alvo de estudos morfológicos. Além disso, os componentes poliméricos das blendas foram caracterizados química, reológica e termo-mecanicamente. As análises mostraram como as diferenças de grau de enxertia e de porcentagem de SAN livre nos ABS podem ser determinantes nas características reológicas destes materiais. A morfologia dos ABS puros apresentou aglomerados de partículas de borracha, grandes o suficiente para se tornarem a fase matriz do sistema contrapondo-se a morfologia típica dos sistemas obtidos por emulsão. As mudanças nos parâmetros de processamento alteraram a morfologia somente no que diz respeito ao tamanho e distribuição dos domínios da fase dispersa. A análise da morfologia em MEV de amostras injetadas mostrou que a aglomeração das partículas da fase elastomérica foi mais acentuada nas regiões próximas a parede do corpo de prova. A adição de até 30% em massa de SAN nos ABS foi insuficiente para promover a inversão de fases, onde a matriz do sistema passa a ser a fase rica em SAN. Este resultado leva a crer que o SAN adicionado foi imiscível com o SAN presente nos ABS.