Orientador: Prof. Dr. Danilo Justino Carastan / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2015. / Copolímeros em bloco são materiais conhecidos pela capacidade de formar diferentes estruturas ordenadas na escala nanométrica. A adição de nanopartículas a estes copolímeros possibilita formar nanocompósitos com propriedades e morfologias interessantes, dependendo da interação entre a nanopartícula e os domínios dos blocos, além das condições de processamento. É possível orientar copolímeros em bloco resultando em estruturas anisotrópicas, através de fluxos de cisalhamento e elongacional. Neste trabalho, foram obtidos nanocompósitos do copolímero em bloco poliestireno-b-poli(etileno-co-butileno)-b-poliestireno (SEBS), com morfologia hexagonal cilíndrica, com adição de diferentes nanopartículas, através da técnica de processamento de extrusão de filme tubular. A principal finalidade é estudar a orientação morfológica, uniaxial e biaxial, das amostras em função da razão de inflamento, durante o inflamento do filme tubular, e a influência das diferentes morfologias das nanopartículas adicionadas na interação com os domínios do SEBS. A alteração da estrutura morfológica é acompanhada por análises de espalhamento de raios x a baixos ângulos (SAXS) e a orientação morfológica é quantificada pelo modelo matemático do parâmetro de ordem (F). Ensaios reológicos no fluxo elongacional são realizados a fim de correlacionar o comportamento da estrutura morfológica durante o inflamento do filme tubular, que possui deformação predominantemente do tipo elongacional biaxial, e compreender seu mecanismo de deformação. Os nanocompósitos com estruturas morfológicas orientadas, uniaxial e biaxialmente, são submetidos a ensaios de tração para avaliar as propriedades mecânicas em diferentes direções de ensaio. / Block copolymers are materials known for the ability to form different ordered structures at the nanoscale. The addition of nanoparticles in these copolymers allows to form nanocomposites with interesting properties and morphologies, depending on the interaction between the nanoparticle and the domains of the blocks, in addition to the processing conditions. It is possible to align block copolymers resulting in anisotropic structures through shear and elongational flow. In this work, nanocomposites were obtained from the combination of a block copolymer polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS) with hexagonal cylindrical morphology, and different nanoparticles, through the processing technique of blown film extrusion. The main purpose is to study the morphological orientation, uniaxial and biaxial, of the samples as a function of blown-up ratio during the inflation of the tubular film, and the influence of different nanoparticle morphologies on the interaction with the SEBS domains. The change in the morphological structure is evaluated by small angle x-ray scattering (SAXS) analysis and morphological orientation is quantified by the mathematical model of the order parameter (F). Rheological elongational flows are performed in order to correlate the behavior of the morphological structure during the inflation of the tubular film, which has predominantly elongational deformation of the biaxial type, and understand their deformation mechanism. Nanocomposites with oriented morphological structures, uniaxial and biaxial, are subjected to tensile tests to evaluate the mechanical properties in different test directions.

This study investigated the effect of chain extender epoxy based additive, Joncryl ADR 4368, on the rheological, thermal and mechanical properties of poly(lactic acid) with poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PLA/PBAT) blends in the blown films form. Compositions with 40% and 60% by weight PLA were selected for production of such blown films. These dispersed phase content was chosen because the literature does not present mechanical behavior studies of tubular film blends with high concentration of the dispersed phase. Rheological analysis in dynamic oscillatory regime showed the reaction of epoxy group with end chain in both polymers, and a higher reactivity of the chain extender with PLA. The films produced exhibited different morphologies according to the blend composition and chain extender content. Films containing 40% PLA presented the dispersed phase morphology in a fibrillar form; however in the presence of chain extender, the dispersed phase is presented as ellipsoids. This change in morphology resulted in a reduction in the mechanical properties of these films in tensile tests. Films containing 60% PLA had a coarse morphology with dispersed phase in the ribbons-like form. The addition of extender yielded a refinement of the dispersed phase morphology from ribbon to elongated fibril form, which is responsible for the mechanical properties improvement of these films. Despite the low adhesion between matrix and dispersed phase, the proper setting of the morphology of the blends as a function of additive content, allowed to produce films with mechanical properties quite different from each other. / Neste trabalho foi estudado o efeito do aditivo extensor de cadeia à base de epóxi, Joncryl ADR 4368, nas propriedades reológicas, térmicas e mecânicas de filmes tubulares de blendas de poli(ácido láctico) com poli(butileno adipato-co-tereftalato) (PLA/PBAT). Composições com 40% e 60% em peso de PLA foram selecionadas para produção destes filmes tubulares. Estes teores de fase dispersa foram escolhidos pelo fato da literatura não apresentar estudos de comportamento mecânico de filmes tubulares de blendas com alta concentração da fase dispersa. Análises reológicas em regime dinâmico oscilatório evidenciaram a reação do grupo epóxi com finais de cadeia de ambos os polímeros, e evidenciaram uma maior reatividade do extensor com o PLA. Os filmes produzidos apresentaram diferentes morfologias de acordo com a composição da blenda e o teor de extensor de cadeia adicionado. Filmes contendo 40% de PLA apresentaram uma morfologia da fase dispersa na forma fibrilar; já na presença do extensor, a fase dispersa se apresentou na forma de elipsóides. Esta mudança na morfologia acarretou em uma redução nas propriedades mecânicas destes filmes em ensaios de tração. Filmes contendo 60% de PLA apresentaram uma morfologia grosseira com a fase dispersa na forma de fitas. A adição do extensor proporcionou um refinamento na morfologia da fase dispersa com formação de fibrilas alongadas, responsável pelo ganho nas propriedades mecânicas destes filmes. Apesar da baixa adesão entre matriz e fase dispersa, o ajuste apropriado da morfologia das blendas, em função do teor de aditivo, possibilitou produzir filmes com propriedades mecânicas bastante diferenciadas entre si.