Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1831.pdf: 6632154 bytes, checksum: d9d90de595d72d589d4a2dec222ce6a1 (MD5) Previous issue date: 2008-03-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, we sought to modify PHB, processing it in the melted state, and to evaluate the effect of the modifications on its mechanical properties and biodegradation characteristics. The following systems were therefore studied: a PHB/EVA blend, in a 90/10 ratio, with an ethylene-co-vinyl acetate copolymer containing 28% of VA; a PHB and PHB/EVA blend with 1% of Boron Nitride (BN) nucleant; a PHB and PHB/EVA blend with 0,35% of HPN nucleant ( Hyperform Nucleant ); and a PHB/EVA blend with 5% of Elvaloy PTW, which was used as a compatibilizer. These systems were characterized by thermal, mechanical, morphological and biodegradation analyses using the following techniques: Melt Flow Index (MFI), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA), Size Exclusion Chromatography (SEC), Tensile Mechanical and Izod Impact (notched) Tests, Wide-Angle X-ray Diffraction (WAXD), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Atomic Force Microscopy (AFM). The biodegradability test involved burying the samples in a suitable compost for 60, 120 and 180 days. The DCS analysis indicated that Boron Nitride was an effective nucleating agent for the PHB. However, the HPN did not act as a nucleant on this polymer, but instead, induced degradation of the PHB upon heating, as indicated by MFI, DSC and TG. Moreover, the addition of BN or even EVA did not improve the mechanical properties of PHB, and Elvaloy PTW did not act as a compatibilizing agent for the PHB/EVA blend. The HPN was found to interact antagonically with the PHB, which displayed extremely low impact strength values and widely dispersed results. The SEM and AFM analyses revealed poor distribution and inadequate dispersion of EVA in the PHB matrix. In addition, the AFM technique indicated that the PHB topography displayed the presence of pores, which undoubtedly, combined with the other factors, hindered its modification. Biodegradation was found to be strongly composition-dependent, since the addition of 10% of EVA to the PHB significantly accelerated the degradation of the PHB in this blend. In other words, the PHB probably exhibited disordered chain packing in the proximities of the EVA, facilitating the process of biodegradation by microorganisms. Hence, this study demonstrated the difficulty of modifying PHB, since it involves a variety of factors, as well as the possibility of developing PHB-based materials that biodegrade more or less rapidly according to the needs of a specific application. / Neste trabalho, buscou-se modificar o PHB utilizando-se do processamento no estado fundido, e avaliar o efeito das modificações sobre as propriedades mecânicas e características de biodegradação. Assim, os seguintes sistemas foram estudados: blenda PHB/EVA, na razão 90/10, com um copolímero etileno-co-acetato de vinila contento 28% de VA; PHB e blenda PHB/EVA com 1% do agente nucleante Nitreto de Boro (BN); PHB e blenda PHB/EVA com 0,35% do agente nucleante HPN ( Hyperform Nucleant ); blenda PHB/EVA com 5% de Elvaloy PTW, o qual foi utilizado como compatibilizante. Com estes sistemas foram efetuadas caracterizações térmicas, mecânicas, morfológicas e de biodegradação utilizando-se várias técnicas: medidas de Índice de Fluidez (MFI), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA), Cromatografia de Exclusão por Tamanho (SEC), Ensaios Mecânicos de Tração e de Impacto Izod com entalhe, Difração de Raio-X de Alto Ângulo (WAXS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM). O ensaio de biodegradabilidade foi efetuado enterrando-se as amostras em um composto apropriado por 60, 120 e 180 dias. Como evidenciado por DSC, o Nitreto de Boro mostrou-se como um agente nucleante efetivo para o PHB. Já o HPN não atuou como tal para este polímero, e conforme comprovado por MFI, DSC e TG, induziu à degradação do PHB mediante aquecimento. Em relação às características mecânicas, a adição de BN ou mesmo EVA não propriciou melhora nas propriedades mecânicas do PHB, e o Elvaloy PTW não atuou como agente compatibilizante para a blenda PHB/EVA. O HPN mostrou interação antagônica com o PHB, que exibiu valores de Resistência ao Impacto extremamente baixos e com grande dispersão dos resultados. Conforme demonstrado por MEV e AFM, não houve boa distribuição e adequada dispersão do EVA na matriz de PHB. Além disto, a técnica de AFM evidenciou que o PHB exibiu uma topografia com a presença de alguns poros, o que certamente em conjunto aos demais fatores dificultou a sua modificação. Em relação à biodegradação, esta mostrou-se fortemente dependente da composição, visto que a adição de EVA ao PHB, no teor de 10%, induziu a um aumento significativo na velocidade de biodegradação do PHB nesta blenda. Ou seja, provavelmente o PHB exibiu um empacotamento de cadeia desordenado nas proximidades do EVA, facilitando o processo de biodegradação por microrganismos. Assim, este estudo mostrou a dificuldade na modificação do PHB, visto que vários fatores estão envolvidos, e além disto, a possibilidade de desenvolver materiais baseados em PHB que se biodegradem mais ou menos rapidamente de acordo com a necessidade de uma aplicação específica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3487.pdf: 10138404 bytes, checksum: 13b93cd4409d1c88ac70e1d1996e4e50 (MD5) Previous issue date: 2010-12-15 / This study aimed to develop and characterize polymer blends using biodegradable and bioabsorbable polymers poly (hydroxybutyrate-co-valerate) PHBV with 12% valerate, and poly (ε-caprolactone) PCL, in order to make the PHBV less fragile for applications such as osteosynthesis devices. We studied the binary mixture of these polymers in the compositions PHBV / PCL (75/25 and 50/50). The polymer blends were prepared in order to simulate a large-scale industrial process, by extrusion followed by injection. The pure polymers and polymer blends were evaluated and characterized by: Melt Flow Index (MFI), Thermal Analysis (TG, DSC and DMTA), Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermal Test of the Heat Deflection Temperature (HDT), Mechanical Tests (impact, tensile and flexural), Size Exclusion Chromatography (SEC), analysis of in vitro degradation and Cytotoxicity Analysis, direct and indirect. The results obtained through different techniques indicated the immiscibility of PHBV / PCL blends. In terms of mechanical properties, the polymer blends analyzed indicated better characteristics than copolymer PHBV, presenting a less brittle behavior. In the in vitro study, in phosphate buffered saline solution with pH 7.3, the PHBV and PCL samples indicated a slow degradation behavior when compared to other bioabsorbable polymers. Along the degradation period, the polymers became more rigid, increasing the values of the Tensile Modulus of Elasticity. It was verified that, depending on the degradation period, there was a reduction in the values of molar masses of the samples studied. Through the cytotoxicity analysis, it was found that the pure polymers and the blends studied did not indicate indirect toxicity. However, the results indicated toxicity through the direct contact with the polymers studied, which may be related to the superficial characteristics thereof. / O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar blendas poliméricas utilizando os polímeros biodegradáveis e biorreabsorvíveis poli(hidroxibutirato-co-valerato) PHBV, com 12% de valerato, e poli(ε- caprolactona) - PCL, com a finalidade de tornar o PHBV menos frágil para aplicações tais como dispositivos de osteossíntese. Estudou-se a mistura binária desses polímeros nas composições PHBV/PCL (75/25 e 50/50). As blendas poliméricas foram preparadas de maneira a simular um processo industrial em grande escala, por extrusão seguida de injeção. Os polímeros puros e as blendas poliméricas foram avaliados e caracterizados por: Índice de fluidez (MFI), Análises Térmicas (TG, DSC e DMTA), Microscopia óptica, Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Ensaio térmico de temperatura de deflexão ao calor sob carga (HDT), Ensaios mecânicos (impacto, tração e flexão), Cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), Análise de degradação in vitro e Análise de Citotoxicidade, indireta e direta. Os resultados obtidos através de diversas técnicas indicaram a imiscibilidade das blendas PHBV/PCL. Em termos das propriedades mecânicas, as blendas poliméricas estudadas apresentaram características melhores que o copolímero PHBV, apresentando comportamento menos frágil. No estudo in vitro, em solução tampão de fosfato salino com pH 7.3, as amostras de PHBV e de PCL mostraram um comportamento de degradação lenta quando comparados a outros polímeros biorreabsorvíveis. Em função do tempo de degradação os polímeros tornaram-se mais rígidos, aumentando assim os valores dos módulos de elasticidade em tração. Comprovou-se que, em função do tempo de degradação, houve uma redução nos valores das massas molares das amostras estudadas. Através da análise de citotoxicidade constatou-se que os polímeros puros e as blendas estudados não apresentaram toxicidade indireta. Porém, os resultados mostraram toxicidade por contato direto com os polímeros estudados, o que pode estar relacionado às características superficiais dos mesmos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3892.pdf: 6727050 bytes, checksum: b485a9de054d3ccec33d6f736f6c5f59 (MD5) Previous issue date: 2007-12-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / Poly(butylene terephthalate)/acrylonitrile-butadiene-styrene (PBT/ABS) blends show high toughness at room temperature, low ductile-brittle transition temperature and stable morphology when compatibilized. The flowability of PBT/ABS blends compatibilized in situ with methyl metacrylate- glicydil metacrylate-etyl acrylate (MGE) copolymer changes drastically with the kinds of ABS, PBT used and with the level of interfacial adhesion. In this work, a high rubber content ABS was mixed with PMMA and SAN copolymer. These blends were introduced in PBT/ABS/MGE system to study the processability. The addition of ABS/SAN or ABS/PMMA in the PBT/ABS/MGE blends didn t show high decreased of the torque in the blends with rubber content of 12 and 16 wt%. PBT 315/ABS/MGE and PBT 325/ABS/MGE blends showed inversion of viscosity concerning pure ABS under permanent shear condition. The mechanical properties of PBT/(ABS/SAN or PMMA)/MGE showed that the Young modulus and yield stress are not affected by the change of PBT matrix molecular weight. The kind of PBT matrix used changes strongly the blends behavior under impact, altering the values of ductile-brittle transition temperature and impact resistance. PBT 315 and ABS showed almost the same flow length. The compositions with ABS/PMMA added showed a higher flow length tendency in PBT 315 and PBT 325 blends. Blends with PBT 195 showed better flowability. However, these blends didn t become tough systems. The better mechanical properties/moldability relationship to PBT 315 and PBT 325 blends was observed for ABS/SAN or ABS/PMMA added with a rubber content of 30 %wt. / Blendas poli(tereftalato de butileno)/acrilonitrila-butadieno-estireno (PBT/ABS) apresentam alta tenacidade à temperatura ambiente, baixa temperatura de transição frágil-dúctil e morfologia estável quando compatibilizadas. O comportamento no estado fundido de sistemas PBT/ABS compatibilizados in situ com o copolímero metacrilado de metila-metacrilato de glicidila-acrilato de etila (MGE) sofre forte influência dos tipos de ABS e PBT utilizados, bem como do grau de adesão interfacial gerado pelo compatibilizante. Neste trabalho, um ABS com elevado conteúdo de fase borrachosa foi diluído com copolímero SAN e PMMA. Estas blendas foram introduzidas no sistema PBT/ABS/MGE para estudo da sua processabilidade. A adição de ABS/SAN ou ABS/PMMA nas blendas PBT/ABS/MGE não apresentou acentuada diminuição do torque tanto nas blendas com proporção mássica de fase borrachosa igual a 12 % como naquelas com 16% em massa. Sob regime permanente de cisalhamento, as blendas PBT 315/ABS/MGE e PBT 325/ABS/MGE apresentam inversão da viscosidade em relação ao ABS puro. As propriedades mecânicas das blendas PBT/[(ABS/SAN ou PMMA)]/MGE mostraram que o módulo de Young e a tensão no escoamento são relativamente insensíveis à alteração da massa molar da matriz PBT numa dada composição. O tipo de matriz PBT utilizada influencia fortemente o comportamento sob impacto das blendas, alterando tanto os valores da temperatura de transição frágil-dúctil como a resistência ao impacto para uma dada temperatura. O PBT 315 e o ABS apresentaram praticamente o mesmo comprimento de fluxo. As composições em que se adicionou ABS/PMMA apresentaram uma tendência a maior comprimento de fluxo tanto nos sistemas com PBT 315 como naqueles com PBT 325. As blendas com PBT 195 apresentam maior habilidade em preencher o molde. Entretanto, estas blendas não resultaram em sistemas tenazes. A melhor correlação propriedades mecânicas/moldabilidade para blendas com PBT 315 e 325 foi para os sistemas onde adicionou-se ABS/SAN ou ABS/PMMA com 30 % em massa de fase borrachosa.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4046.pdf: 1739146 bytes, checksum: f52f392904253b6cf987efd8b3639bcd (MD5) Previous issue date: 2011-09-05 / Financiadora de Estudos e Projetos / In order to obtain flexibility of the processing in a twin-screw extruder and operate it as an internal mixer, the second phase dispersion and deformation and degradation were analyzed during processing in an open and closed twinscrew extruder. Three polymer mixtures with different viscosity ratios were reprocessed up to three times. After each reprocessing, samples were collected to in-line characterization in the extruder. Two characterization methods were applied: analyses of second phase deformation via turbidity and degradation analyzes. During measurements, the die pressure was controlled by a PID controller inserted in a software developed to permit the flexibility. In characterization of second phase deformation two discharge methods were used: ramp and step pressure increase and decrease. The level of droplet deformation was observed with a turbidity sensor during the melt flow through the extruder die. In the polymer mixture with viscosity ratio close to 1, the most intense turbidity variation with the die pressure has been detected due to higher reversible droplet deformation, mainly in polypropylene/polystyrene mixture. With high matrix elasticity, it was observed a hysteresis formation of the droplets due to high relaxation time of the matrix chains and with high viscosity ratio the droplet deformation was lower. In in-line degradation characterization, the die remained closed in all experiments, and three modes were applied: constant screw rotation speed, constant die pressure and oscillatory die pressure. Process parameters shifts were observed during experiments, except during high viscosity mixture processing. Immediately after closed die processing, it was applied a melt flow characterization during the melt discharge at constant die pressure. It was detected branching of polyethylene and chain scission of polypropylene and polystyrene. / De forma a flexibilizar o processamento em uma extrusora dupla-rosca e permitir sua operação como misturador interno, foram analisadas a dispersão e deformação de fase dispersa e a degradação durante processamento em uma extrusora dupla rosca aberta e fechada. Três misturas poliméricas binárias extremamente diluídas, com razões de viscosidades diferentes, foram reprocessadas por até três vezes consecutivas. Após cada reprocessamento, uma alíquota foi retirada para caracterização in-line na extrusora. Foram aplicados dois métodos de caracterização: para análise de deformação das gotas de segunda fase via turbidez, e para análise da degradação. Nos ensaios, a pressão no cabeçote foi controlada por um controlador proporcionalintegral- derivativo, parte integrante de um software desenvolvido para flexibilização. Na análise de deformação, foram utilizados dois modos de descarga de aumento/redução de pressão no cabeçote. Durante o fluxo, foi observado o nível de deformação das gotas com o turbidímetro. Na mistura com a razão de viscosidade próxima a um, houve maior variação de turbidez com a pressão devido ao maior elongamento reversível das gotas. Com alta elasticidade da matriz, houve formação de histerese das gotas, devido ao alto tempo de relaxação das cadeias da matriz e, com alta razão de viscosidade houve baixa deformação das gotas. Na caracterização in-line da degradação, a matriz permaneceu bloqueada durante todo o ensaio e foram realizados três modos de processamento. Foram observadas variações de parâmetros de processo durante os ensaios, exceto durante processamento da mistura com alta viscosidade da matriz. Após cada ensaio de degradação, foi realizado um ensaio de fluidez durante descarga do fundido a pressão constante. Foram detectadas a ramificação do polietileno e a cisão de cadeia do polipropileno e do poliestireno.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5196.pdf: 22493258 bytes, checksum: 562e3f2b87d44d3e5dd250f72475601c (MD5) Previous issue date: 2012-08-02 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work we have obtained transparent nanoblends of poly(styrene-coacrylonitrile) (SAN) as matrix and poly(butylene terephthalate) as a nanometric phase. The materials were produced by means of reactive mixing in a twin screw extrude. The development of compatibilization systems, in order to diminish the dimension of dispersed phase in situ, can be seen as a great scientific challenge in nanoblends field. In such case, the compatibilizer optimizes the comminution and prevents the coalescence process of the dispersed phase. The compatibilization between SAN and PBT phases was performed using terpolymers of methyl methacrylate (MMA), glycidyl methacrylate (GMA), and ethyl acrylate (EA), denoted as MGE. Using bulk polymerization, we have applied different conditions for compatibilizer syntheses, in order to achieve a decreasing in the MGE molecular weight. The analyses of the reactivity of different compatibilizer with PBT were accomplished by using both torque rheometry and transmission electron microscopy. We have noticed that as the molecular weight of MGE decreases, the particles sizes of the dispersed phase diminishes accordingly. This part of the study culminated in the selection of the better MGE for nanoblends production. Blends with concentration varying from 3 to 30% wt were prepared in an extruder. These nanoblends were characterized with respect to thermal, dynamic-mechanical, rheological, mophorlogical and optical properties. We have shown that the MGE incorporation presents a high-efficiency for the decreasing of the PBT domains and plays an important role for the optical properties of the resulting nanoblends. / Neste trabalho nanoblendas polimericas transparentes a base de poli(estirenoco- acrilonitrila) (SAN) como matriz e o poli(tereftalato de butileno) (PBT) como fase nanometrica foram obtidas. Esses materiais foram produzidos por meio de mistura reativa em uma extrusora dupla rosca. Um grande desafio cientifico e tecnologico para a area de nanoblendas e desenvolver sistemas de compatibilizacao in situ a fim de reduzir as dimensoes da fase dispersa na matriz polimerica. Neste caso, o compatibilizante exerce a acao de otimizar o processo de cominuicao da fase dispersa e prevenir a etapa de coalescencia. A compatibilizacao entre as fases SAN e PBT foi realizada atraves de terpolimeros (MGE) sintetizados a partir dos monomeros metacrilato de metila (MMA), metacrilato de glicidila (GMA) e acrilato de etila (EA). Por meio do metodo de polimerizacao em massa, diferentes condicoes de sintese para o compatibilizante foram aplicadas a fim de alcancar uma reducao da massa molar do MGE. A reatividade de diferentes compatibilizantes com o PBT foi avaliada principalmente atraves de reometria de torque e microscopia eletronica de transmissao. Observou-se uma diminuicao no tamanho de particulas da fase dispersa em funcao do decrescimo da massa molar do terpolimero. Esta etapa do estudo culminou na selecao do MGE com melhor desempenho e potencial para que nanoblendas fossem alcancadas durante o processo de extrusao reativa. Blendas com concentracoes de PBT variando entre 3 e 30% em massa foram preparadas em extrusora. Essas nanoblendas foram caracterizadas quanto as suas propriedades termicas, dinamicomecanicas, reologicas, morfologicas e opticas. A incorporacao de MGE apresentou grande eficiencia na diminuicao do tamanho da fase dispersa de PBT na matriz de SAN e desempenhou papel fundamental nas propriedades opticas das nanoblendas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6415.pdf: 10149797 bytes, checksum: f20e05d04e05d5a4372cd649ef2f24bc (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / Blends technology get by mechanical blend extends the range of polymer properties and makes it possible to fit them for specific applications. The performance and the mechanical properties of immiscible polymer blends are driven by the morphology and dependent on the type and process conditions, in addition to the Interfacial properties. Polymer blends containing nanoparticles have been studied in relation to two main roles that they can play in a blend; one related to improvement of properties (mechanical, thermal, electrical barrier, etc) and other related to the modification of miscibility/compatibility and blend morphology. In this work was evaluated the structuration of PP/PVMS blend with nanoparticles of Silica (SiO2) and Halloysite (HNT), the possibility of them acting as compatibilizer and best process conditions in twin screw extruder and injection molding to achieve a good dispersion and distribution and PVMS phase into PP matrix. Was made a previous study about nanoparticle content, time and mixture sequence, by torque reometer, to define the compositions which were studied in the next (extrusion and injection). Morphology and micro-rheology were studied and their correlation with the mechanical properties was made. By means of this analysis it was noticed that the PVMS domains were smaller in the nanoparticle presence, however were not small enough to toughen the blend. An increase in impact resistance was observed, proving that the nanoparticles showed an additive effect, but no synergistic. The best results were obtained for the blend with HNT that can be attributed to its greater aspect ratio and the content to be above the percolation threshold allowing the formation of a three-dimensional network that prevented PVMS coalescence by means of a physical barrier. Micro-rheology analysis indicated that the nanoparticles was located preferentially in the PP, while the wettability parameter indicated their were located on the interface. Both analyses can be explained by kinetic aspects, which demonstrated that the mixing time used blends preparation was not enough to all particles migrate to the interface. / A tecnologia de blendas por mistura mecânica amplia a gama de propriedades dos polímeros e torna possível adequa-las para aplicações específicas. O desempenho e as propriedades mecânicas de blendas imiscíveis são governadas pela morfologia obtida e dependentes do tipo e das condições de processamento, além das propriedades interfaciais. Blendas poliméricas contendo nanopartículas têm sido estudadas com relação a duas funções principais que as mesmas podem desempenhar em uma blenda; uma relacionada à melhoria de propriedades (mecânica, barreira, térmica, elétrica etc.) e outra relacionada à modificação da miscibilidade/compatibilidade e morfologia das blendas. Neste trabalho avaliou-se a estruturação da blenda PP/PVMS na presença de nanopartículas de Sílica (SiO2) e Haloisita (HNT), a possibilidade de sua atuação com compatibilizante e as melhores condições de processamento em dupla rosca e moldagem por injeção com a finalidade de obter uma boa dispersão e distribuição das nanopartículas e do PVMS na matriz de PP. Foi realizado um estudo prévio do teor de nanopartícula, tempo e sequência de mistura, por reometria de torque, para definir as formulações a serem estudadas nas etapas posteriores, de extrusão e injeção, bem como o estudo da morfologia e da microrreologia destas formulações e suas correlações com as propriedades mecânicas obtidas. Por meio das análises realizadas verificou-se que os domínios de PVMS foram menores na presença das nanopartículas, porém não foram pequenos o suficiente para tenacificarem a blenda. Um incremento nos valores de resistência ao impacto foi observado, comprovando que as nanopartículas apresentaram um efeito aditivo, todavia não sinérgico. Os melhores resultados foram obtidos para a blenda contendo HNT que podem ser atribuídos a sua maior razão de aspecto e ao teor estar acima do limite de percolação permitindo a formação de uma rede tridimensional que evitou a coalescência do PVMS por meio de uma barreira física. A análise microrreólogica indicou que as nanopartíclas se localizaram preferencialmente na matriz de PP, enquanto o parâmetro de molhabilidade indicou a sua localização na interface. Ambas as análises podem ser explicadas por meio dos aspectos cinéticos, que demonstrou que o tempo de mistura usado na obtenção das blendas não foi suficiente para que as partículas migrassem em sua totalidade para a interface.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6451.pdf: 8418213 bytes, checksum: 272dcc68a458348ed8bc0a61401da437 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Universidade Federal de Sao Carlos / Toughened polyamide 6 (PA6) nanocomposites were obtained by incorporation of acrylonitrile-EPDM-styrene (AES). As compatibilizing agents was used the copolymer methyl methacrylate-anhydride (MMA-MA). The effect of the blending protocol of the components and of the addition of three montmorillonites (Cloisite®30B, Cloisite®20A and Cloisite®Na+) was investigated. The nanocomposites were prepared in a twin screw extruder and then its microstructure, lamellar structure, mechanical, thermal and rheological properties were characterized. The morphology and properties of the nanocomposites were significantly affected by different nanoclays and blending protocol. The characterizations by transmission electron microscopy (TEM), small angle X-ray scattering (SAXS) and wide angle X-ray difraction (WAXD) indicated intercalated structures for the nanocomposites with Cloisite®20A and Cloisite®Na+, in contrast to the ones prepared with Cloisite®30B that exhibited exfoliated structure. The addition of nanoclays in the blends increased the modulus for all nanocomposites with respect to the pure blend. Excellent impact strength results were obtained for the nanocomposites compatibilized with MMA-MA with respect to the blend PA6/AES and ternary systems ternary (PA6/AES/clay), demonstrating the effective presence of the copolymer as a compatibilizer of these systems. It was observed a good correlation between mechanical properties and morphology. An increase in rigidity is accompanied by a corresponding increase in toughness when the clay is present in both phases. A significant increase in long period of nanocomposites compared to the PA6 was observed through SAXS results. In this work, polymer blends compatibilized with MMA-MA were also prepared and a significant increases in the mechanical behavior these materials was observed. / Nanocompósitos poliméricos de poliamida 6 (PA6) tenacificados foram obtidos através da incorporação de acrilonitrila-EPDM-estireno (AES). O copolímero acrílico metacrilato de metila-anidrido maleico (MMA-MA) foi utilizado como agente de compatibilização para este sistema. O efeito da ordem de mistura dos componentes e da adição de três argilas montmorilonitas (Cloisite®30B, Cloisite®20A e Cloisite®Na+) foi investigado. Os nanocompósitos foram preparados em uma extrusora de rosca dupla corotacional e caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios-X de baixo ângulo (SAXS) e alto ângulo (WAXD), ensaios mecânicos, térmicos e reológicos. A morfologia e propriedades dos nanocompósitos foram significativamente afetadas pelas diferentes nanoargilas e sequências de mistura. As caracterizações por MET, WAXD e SAXS indicaram a presença de estrutura intercalada para os nanocompósitos com Cloisite®20A e Cloisite®Na+, em contraste com aqueles preparados com Cloisite®30B que apresentaram estrutura esfoliada. A adição das nanoargilas à blenda aumentou o módulo de elasticidade destes materiais. Excelentes resultados de resistência ao impacto foram obtidos para os nanocompósitos compatibilizados com o MMA-MA (sistemas PA6/AES/argila/MMA-MA) em relação à blenda PA6/AES e aos sistemas ternários PA6/AES/argila, evidenciando a presença efetiva do copolímero como agente de compatibilização destes sistemas. Foi possível obter um aumento na rigidez nas misturas com Cloisite®20A, acompanhado de um correspondente aumento na tenacidade quando a argila está presente em ambas as fases. Um aumento bastante significativo nos valores de período longo dos nanocompósitos em relação à PA6 foi observado através dos resultados de SAXS obtidos em diferentes temperaturas. Blendas poliméricas de PA6/AES compatibilizadas com MMA-MA também foram preparadas e foram verificados aumentos significativos nas propriedades mecânicas destes materiais em relação à blenda pura sem agente compatibilizante.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1971.pdf: 1916099 bytes, checksum: b1ac78cc29503b58427116dd446887d8 (MD5) Previous issue date: 2008-02-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Dynamic vulcanization is a process of vulcanization of an elastomer during melt mixing with a thermoplastic which results in a material with better chemical and mechanical properties at high temperature. The PVC/NBR blends were obtained by reactive processing and in situ dynamic curing. The crosslinking of PVC/NBR blends was accomplished using sulphur (S)/tetramethylthiuram disulphide (TMTD) and mercaptobenzothiazyl disulphide (MBTS) curative system during the reactive processing. The blends of PVC/NBR at the ratio of 90/10; 80/20 and 70/30 wt% were melt mixed using an internal mixer at 160°C and rotor speed of 60rpm. The degrees of crosslinking of the blends obtained by the reactive process were analyzed through Fourier Transform InfraRed (FT-IR), swelling and degree of cure. Higher crosslink densities were obtained the systems with higher amount of elastomer. The mechanical properties evaluated by tensile properties, tear strength, hardness and compression set showed that the dynamic vulcanized blends have a better performance compared to the similar conventional ones. It was observed an increase of 92% in the tensile stress to the dynamic vulcanized blend PVC/NBR (70/30) with partitioning agent of PVC and an increase of 205% in the Young´s modulus to the dynamic vulcanized blend PVC/NBR (90/10) with partitioning agent of CaCO3. The morphology of the blends examined by scanning electron microscopy evidenced the crosslinking formation only in the elastomeric phase. The vulcanized rubber particles are responsible by the increase of stiffness and consequently displayed better mechanical properties. / Vulcanização dinâmica é o processo de vulcanização de um elastômero durante a mistura no estado fundido com um termoplástico, que resulta em materiais com boa resistência química e mecânica em altas temperaturas. A obtenção de blendas PVC/NBR por processamento reativo e vulcanização dinâmica in situ foi realizada utilizando o sistema de cura a base de enxofre (S) e combinação dos aceleradores 2,2-ditiomercaptobenzotiazol (MBTS) e dissulfeto de tetrametiltiuram (TMTD), utilizando-se dois tipos de borracha nitrílica, com diferentes agentes de partição, que é utilizado para manter o elastômero particulado. As blendas PVC/NBR (90/10, 80/20 e 70/30 % em massa) foram processadas em um reômetro de torque Haake a 160°C, com rotação de 60rpm. Ensaios de FTIR, inchamento em solvente e determinação do grau de cura foram utilizados para quantificar a formação de ligações cruzadas nas blendas obtidas por processamento reativo, sendo obtida maior densidade de ligações cruzadas nos sistemas em que utilizaram maior quantidade de NBR. As propriedades mecânicas das blendas obtidas por processamento reativo foram avaliadas por ensaios de tração, rasgo, dureza e deformação permanente à compressão, sendo observado desempenho mecânico superior das blendas vulcanizadas comparadas às blendas convencionais, com aumento de 92% na tensão de ruptura para blenda vulcanizada com 30% em massa de NBR particulada com CaCO3, em relação à blenda convencional e aumento de 205% no módulo elástico de blendas vulcanizadas com 10% em massa de NBR particulada com PVC. A morfologia das blendas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, que evidenciou a formação de ligações cruzadas apenas no interior da fase elastomérica, sendo responsável pelo aumento da rigidez e desempenho mecânico superior.

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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3720.pdf: 10000325 bytes, checksum: 03a0dbf8e4a20c3719f74d02199a00c5 (MD5) Previous issue date: 2011-06-29 / Universidade Federal de Minas Gerais / A study on the correlation of blend morphology, properties, the injection molding process and manufacturing methods of polymeric blends constituted of PBT and ABS was proposed. Thus, uncompatibilized PBT/ABS blends have been prepared in a twin-screw extruder using different parameters of process, in order to obtain blends presenting distinct properties and, if possible, distinct morphologies. The extruded blends have been eventually submitted to the injection molding process for the evaluation of the influence of the injection molding process parameters on the morphology, thermal properties and mechanical properties, especially impact strength, of PBT/ABS blends. The following parameters of the injection molding process and its influence on the properties mentioned above have been studied: injection temperature, mold temperature, holding pressure and injection speed. The Design of Experiments approach has been used to arrange the full set of experiments and also to statistically analyze the results. The morphology of the extruded and injection molded blends has been investigated by Transmission Electron Microscopy, the mechanical properties by Izod impact strength tests and the degradation of the blends constituents has also been evaluated. The results have indicated that major differences on the impact strength of the samples can be achieved by only varying the injection molding parameters. Furthermore, mold temperature and injection speed have significantly affected the impact strength and the ductile-brittle transition temperature of the injection molded samples. Morphological analyses and degradation studies have suggested that the dispersion degree of the ABS disperse phase particles within the PBT matrix plays an essential role in determining the impact strength of the blends. / Foi realizado o estudo de correlação entre as condições de preparação e moldagem de blendas poliméricas constituídas de PBT e ABS, e a sua morfologia e suas propriedades. Para tal, blendas PBT/ABS foram preparadas em extrusora de rosca dupla, sem o uso de um agente compatibilizante e utilizando-se diferentes parâmetros de processo, visando a obtenção de blendas com morfologias distintas e, possivelmente, propriedades também distintas. As blendas obtidas por extrusão foram posteriormente submetidas ao processo de moldagem por injeção para avaliação da influência dos parâmetros deste processo sobre a morfologia, propriedades térmicas e propriedades mecânicas, especialmente resistência ao impacto, das blendas PBT/ABS. Os seguintes parâmetros do processo de moldagem por injeção e os seus efeitos nas propriedades citadas anteriormente foram estudados: velocidade de injeção, pressão de recalque, temperatura de injeção e temperatura do molde. Técnicas de DOE Design of Experiments foram utilizadas como ferramenta auxiliar para elaboração do planejamento experimental e também no tratamento estatístico dos resultados obtidos. As morfologias das misturas obtidas, após os processos de extrusão e injeção, foram analisadas através de microscopia eletrônica de transmissão, as propriedades mecânicas através de ensaios de resistência ao impacto e a degradação dos constituintes das blendas, por viscosimetria de soluções diluídas e espectroscopia no infravermelho, também foi avaliada. Os resultados mostram que grandes variações na resistência ao impacto podem ser obtidas apenas alterando-se os parâmetros da moldagem por injeção. A temperatura do molde e a velocidade de injeção influenciaram significativamente na resistência ao impacto e na temperatura de transição dúctil-frágil das amostras. As análises morfológicas e de degradação sugerem que o grau de dispersão das partículas de ABS na matriz de PBT é o principal responsável pela definição da resistência ao impacto das blendas.