Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4354.pdf: 4159716 bytes, checksum: 206587f84731d69c55507937a27f487b (MD5) Previous issue date: 2012-03-08 / Universidade Federal de Sao Carlos / The evaluation of addition of a random copolymer as compatibilizing and his effect in obtaining nanostructured morphology in blends composed by PC as matrix and PBT as dispersed phase, were investigated. The copolymercompatibilizer was produced by reactive mixture, in a torque rheometer, of the components of blend PC/PBT (50/50%wt) in the presence of different concentrations of the catalyst TnBT (1000 and 2000 ppm) and different mixing times (10 and 30 minutes). The characterization of thermal and chemicals properties by DSC, FTIR and 1HNMR showed evidences of the occurrence of transesterification reactions between the blends components for all systems studied. However, formation of the random copolymer was confirmed only for the system with addition of 2000 ppm of the catalyst, subjected to different mixing times. To minimize the effects of degradation reactions in the random copolymer formed, was selected use as compatibilizer to obtain nanostructured blends, the copolymer obtained after 10 minutes of mixing. To evaluating effect of the copolymer-compatibilizer in obtain a nanostructured morphology, were prepared blends PC/PBT (95/5%wt) with addition of 0, 1, 3 and 5% wt of copolymer and by the thermal analysis by DSC and DMTA was observed the existence of a partial miscibility, restricted to the amorphous phase, between the components of the blends PC/PBT studied. Morphological analysis by TEM revealed to obtain a dispersed phase nanostructured for the blend with addition of 3%wt of compatibilizing. The effect of random copolymer as compatibilizing agent for the blends studied was also demonstrated by characterization of the mechanical properties of tensile and impact. / A avaliação da adição de um copolímero randômico como compatibilizante e seu efeito na obtenção de uma morfologia nanoestruturada em blendas compostas por PC como matriz e PBT como fase dispersa foram investigadas. O copolímero-compatibilizante, produto de transreações, foi produzido pela mistura reativa, em rêometro de torque, dos componentes da blenda PC/PBT (50/50% em massa), na presença de diferentes teores do catalisador Tetra-n-Butil Titanato (1000 e 2000 ppm) e diferentes tempos de mistura (10 e 30 minutos). A caracterização das propriedades térmica e químicas por calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e ressonância magnética do próton (1H NMR), evidenciaram indícios da ocorrência de reações de transesterificação entre os componentes da blenda para todos os sistemas estudados. Entretanto, a formação do copolímero aleatório foi confirmada apenas para a blenda com adição de 2000 ppm de catalisador, submetido aos diferentes tempos de mistura. Para minimizar os efeitos das reações de degradação sob o copolímero randômico formado, optou-se por utilizar como compatibilizante para a obtenção de blendas nanoestruturadas o copolímero obtido após 10 minutos de mistura. Para avaliação do efeito do compatibilizante na obtenção de uma morfologia nanoestruturada foram preparadas blendas PC/PBT (95/5% em massa) com adição de 0, 1, 3 e 5% em massa do copolímero e a partir da análise das propriedades térmicas por DSC e DMTA, observou-se a existência de uma miscibilidade parcial, restrita a fase amorfa, entre os componentes das blendas PC/PBT estudadas. A análise morfológica por MET evidenciou a obtenção de domínios de fase dispersa nanoestruturados para a blenda com adição de 3% em massa do compatibilizante e o efeito do copolímero randômico como compatibilizante para as blendas estudadas também foi evidenciado pela caracterização das propriedades mecânicas, sob tração e impacto.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5709.pdf: 6962111 bytes, checksum: d33dca3369b5b5bf200e07f7f903b9b9 (MD5) Previous issue date: 2013-12-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / The main objective of this work was to analyze the viability of the recycling of post-industrial packaging scraps, compounded by multilayer laminated films of PET-HDPE, for production of polymer blends with good physical-mechanical performance. Initially, several PET-HDPE model-blends were developed utilizing pure resins, in which had similar characteristics to the polymers that are effectively utilized by the cosmetic industry that generate the scraps. The model-blends were produced in diverse formulations, starting from a 2² full factorial design of experiments (DOE) and expanding it afterwards to a central composite design, in which varied the PET/HDPE ratio from 0 to 100 wt%. Polyolefin compatibilizers based on glycidyl methacrylate (E-GMA) and maleic anhydride (PE-g-MA) have been used to promote the compatibilization reaction between PET and HDPE. The physical-mechanical properties of the model-blends were evaluated by means of response surface methodology (RSM), a scientific tool that provides a multivariate data analysis. Finally, the post-industrial plastic scraps were diluted in the same compatibilizer concentrations that defined the best conjunct of physical-mechanical properties for the model-blends. The DOE methodology showed to be a useful tool for assessing the recycling of post-industrial scraps, since it was possible to obtain recycled materials with considerable physical-mechanical properties. The deformation at yield enhanced with compatibilizers concentration, while the Young modulus diminished. The utilization of 10 wt% of PE-g-MA enhanced 12x the values of deformation at break, while the use of 10 wt% of E-GMA barely doubled the values of the property. Additionally, the blends compatibilized with PE-g-MA also showed a better performance under impact test. The utilization of 15 wt% of PE-g-MA enhanced the Izod impact resistance in 250%. The better performance of maleic anhydride based compatibilizer (PE-g-MA) is due to the possible presence of nylon-6 at the structure of the scraps, which undergoes a kinetically favorable chemical reaction, facilitating the compatibilization between the components. Finally, one could be demonstrated that starting from a technological premise it s possible to develop scientific models that optimize the recycling route of multilayer flexible packaging films that arise from cosmetic industry. / O presente trabalho teve por objetivo propiciar a reciclagem de aparas de embalagens flexíveis descartadas, compostas por filmes multicamadas laminados de PET-HDPE, para a produção de blendas poliméricas com bom desempenho físico-mecânico. Para isso, inicialmente foram desenvolvidas blendas-modelos de PET-HDPE partindo de polímeros puros, os quais possuíam características similares aos polímeros que efetivamente são utilizados pela indústria cosmética geradora das aparas. As blendas-modelos foram desenvolvidas em diversas formulações, partindo-se de um design de experimentos (DOE) do tipo fatorial completo 2², e posteriormente expandindo-o para um planejamento do tipo composto central, o qual varreu a faixa de composição PET/HDPE de 0 a 100%. Compatibilizantes poliméricos olefínicos à base de metacrilato de glicidila (E-GMA) e anidrido maleico (PE-g-MA) foram utilizados para promover a compatibilização do PET com o HDPE. As propriedades físico-mecânicas das blendas-modelos foram avaliadas com base na metodologia de superfícies de resposta (RSM), uma ferramenta estatística que permite a análise multivariada de dados. Finalmente, as aparas plásticas pós-industriais foram diluídas nas mesmas concentrações dos compatibilizantes que definiram o melhor conjunto de propriedades para as blendas-modelos. O design de experimentos mostrou-se como útil ferramenta para a avaliação da reciclagem de aparas plásticas pós-industriais, uma vez que, partindo do material reciclado, foi possível obter blendas com propriedades físico-mecânicas consideráveis. A deformação no escoamento aumentou com a concentração dos compatibilizantes, ao passo que o módulo de elasticidade diminuiu. A utilização de 10 wt% de PE-g-MA aumentou em mais de 12 vezes a deformação na ruptura das blendas, enquanto que o uso de 10 wt% de E-GMA apenas dobrou os valores dessa propriedade. As blendas compatibilizadas com PE-g-MA também apresentaram melhor resistência ao impacto, sendo que formulações com 15 wt% aumentaram essa propriedade em mais de 250%. O melhor desempenho do compatibilizante de PE-g-MA na reciclagem das aparas pode estar associado à presença de nylon-6 no reciclado que, por sua vez, reage com os anéis succínicos do compatibilizante a uma cinética mais rápida. Finalmente, demonstrou-se que partindo de uma premissa puramente tecnológica é possível desenvolver modelos científicos que otimizam a rota de reciclagem de embalagens flexíveis de filmes multicamadas laminados oriundos do setor cosmético.