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 2016-06-02T19:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347.pdf: 1670351 bytes, checksum: d16ea0fecc453cd641f6074d6a717a51 (MD5) Previous issue date: 2004-09-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / One of the ways to follow the polymer degradation has been to calculate the average number of chain scissions (ns) that occurred during its thermomechanical history. The average can be extended for each molecular weight fraction of the original molecular weight distribution curve, which can be done by the Chain Scission Distribution Function (CSDF curve). To calculate CSDF curve originally a correlation rule called Intensity Method was established. In this work another correlation rule was developed to calculate CSDF curve which is called here Concentration Method. Both methods were compared theoretically using an approximation of the MWD curves to a Gaussian shape and experimentally using polypropylene samples that have been subjected to thermomechanical degradation under multiple extrusions. We consider the Concentration Method the proper way to represent the correlation rule because it shows a true agreement with the conventional average ns value. It also presents lower data scattering and can be used as another tool in understanding the polymer degradation field. In order to test this new method it was applied to follow the thermomechanical degradation under multiple extrusions of polypropylene and polystyrene. Polypropylene show a degradation that is mainly a random process (CSDF curve with slop ≅ 0) in the range of low molecular weight up to a critical value Log(MW) ≅ 5.0 and above that it becomes dependent of the MW, called here a preferential process (CSDF curve with slop > 0). On the other hand the degradation of the polystyrene is mainly a random process in all its extension. The behaviour of each material used is related to its polydispersity and average molecular weight. / Uma via convencional para seguir a degradação de polímeros tem sido calcular o número médio de cisões de cadeia (ns). Para uma completa cobertura da degradação o cálculo pode ser estendido para cada fração de massa molar que compõe a curva de distribuição de massa molar original (de referência), dando assim, a definição da Função de Distribuição de Cisão de Cadeia (curva de CSDF). Para o calculo da CSDF originalmente foi estabelecida uma regra de correlação, dita Método das Intensidades. Neste trabalho desenvolveu-se outra regra de correlação para o calculo da CSDF a qual é chamada aqui de Método das oncentrações. Ambos os métodos foram comparados teoricamente usando curvas Gaussianas como uma aproximação às curvas de distribuição de massa molar e experimentalmente utilizando-se amostras de polipropileno que foram sujeitas à degradação termomecânica sob múltiplas extrusões. Considera-se que o método das concentrações é o mais apropriado para representar a regra de correlação, porque mostra uma verdadeira concordância com o valor médio convencional ns. Também apresenta um baixo espalhamento de dados e pode ser utilizado como mais uma ferramenta no entendimento da degradação de polímeros. A seguir este novo método foi aplicado para acompanhar a degradação termomecânica sob múltiplas extrusões do polipropileno e poliestireno. O polipropileno mostrou um processo de degradação principalmente do tipo aleatório (CSDF com inclinação ≅ 0) na faixa de baixas massas molares até um valor crítico Log(MW) ≅ 5.0 acima do qual o processo torna-se dependente da massa molar, chamado aqui de processo preferencial (CSDF com inclinação > 0). Por outro lado a degradação do poliestireno mostrou ser preferencialmente um processo aleatório em toda sua extensão. O comportamento de cada material estudado esta relacionado com a sua polidispersividade e massa molar média.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoNascimento.pdf: 8910148 bytes, checksum: f4ffc847b7369fe32fba17b11a5c5bdc (MD5) Previous issue date: 2011-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The degradation of polymer blends has been the subject of few scientific studies. Further studies are of great importance for understanding the degradation mechanisms in polymer blends. The degradation of the blend of HDPE / PS was studied as a function of their composition, processing temperature and number of processes. The material was extruded in a twin screw extruder co-rotacional interpenetrating at temperatures of 200, 240 and 280 ° C, reprocessed five times in the compositions of 25/75, 50/50 and 75/25 % (w.t) HDPE / PS, in addition to pure materials. An estimate of the distribution curve of molecular weight was made using data from parallel plate rheometry and degradation characteristics of the groups were analyzed by infrared spectroscopy with Fourier transformants. The results reveal two distinct regions of behavior in relation to the degradation of the blend. A domain with the mechanism of degradation of PS in which random chain scission occurs without the change in polydispersity, extending from pure PS to blend 50% HDPE / 50% PS. In this region the behavior is closer to the additivity of effects between the pure materials, tending to the field of mechanism of PS and greater balance between the mechanisms in that it increased the concentration of HDPE. It is inferred that this behavior go to about 40% of PS, where nearly co-continuity occurs between the phases. Another region is seen from the 75% HDPE blend. 25% PS to the pure HDPE, where the dominant mechanism is HDPE, with predominant chain branching and polydispersity increased at lower temperatures, in this case 200 ° C, and high rise of chain scission at higher temperatures, 280 ° C. In this region there is a synergistic effect towards the mechanism of HDPE, i.e. the addition of 25% of BP leads to a show very similar behavior to that of pure HDPE, distinguishing the effect of additivity. There is greater resistance to oxidation, synergistic effect, especially in the composition of 75% HDPE/PS 25% attributed to the dispersed morphology of the blends in this composition. / A degradação de blendas poliméricas tem sido alvo de poucos trabalhos científicos. Estudos mais aprofundados são de grande importância para o entendimento dos mecanismos de degradação em misturas de polímeros. A degradação da blenda PEAD/PS foi estudada em função da sua composição, temperatura de processamento e número de processamentos. O material foi extrudado numa extrusora dupla rosca corrotacional interpenetrantes nas temperaturas de 200, 240 e 280 °C, reprocessada cinco vezes nas composições de 25/75, 50/50 e 75/25 % (g/g) PEAD/PS, além dos materiais puros. Uma estimativa da curva de distribuição de massa molar foi feita através de dados de reometria de placas paralelas e os grupos característicos da degradação foram analisados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. Os resultados revelam duas regiões de comportamentos distintos em relação à degradação da blenda. Uma com domínio do mecanismo de degradação do PS, no qual ocorre cisão aleatória das cadeias sem a variação da polidispersão, estendendo-se do PS puro até a blenda 50 % PEAD/ 50% PS. Nesta região o comportamento fica mais próximo à aditividade dos efeitos entre os materiais puros, tendendo para o domínio do mecanismo do PS e maior equilíbrio entre os mecanismos na medida em que é aumentada a concentração de PEAD. Infere-se que este comportamento siga até cerca de 40 % de PS, aproximadamente onde ocorre a cocontinuidade entre as fases. Outra região é vista a partir da blenda 75 % PEAD. 25 % PS até o PEAD puro, onde o mecanismo dominante é o do PEAD, apresentando preponderante ramificação de cadeia e aumento da polidispersão em menores temperaturas, neste caso 200 °C, e elevado aumento da cisão de cadeia em temperaturas maiores, 280 °C. Nesta região encontra-se um efeito sinérgico no sentido do mecanismo do PEAD, ou seja, a adição de 25 % de PS mostra conduz a um comportamento muito próximo ao de PEAD puro, distinguindo-se d efeito da aditividade. Há uma maior resistência à oxidação, efeito sinérgico, principalmente na composição 75 % PEAD. 25 % PS atribuído à morfologia dispersa da blenda nessa composição.