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 2016-06-02T19:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCL.pdf: 10208729 bytes, checksum: c527b49760e4f73c81deddd8b9282627 (MD5) Previous issue date: 2004-08-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / The influence of the injection molding parameters on the morphology and mechanical properties of poly(phenylene sulfide), PPS, and of a 80/20(%wt) blend of PPS/block copolymer styrene-ethylene-butylene-styrene ,SEBS, were evaluated. The injection molding conditions were defined through an experimental design. The lower and upper limits of each variable were set considering the material characteristics and the machine capacity. The software MOLDFLOW® was used to simulate the injection molding process, to define the cooling and holding times, to guarantee the part quality and to obtain the shear rate and bulk temperature profiles at the end of the filling step. For PPS, it was observed that the variables with highest influence on the gradient of crystallinity along the part thickness and on the mechanical properties were melt (Tinj) and mold (Tm) temperatures. For the PPS/SEBS blend, the flow rate (Q), mold temperature and holding pressure (Ph) were the variables with highest influence on the morphology. The aspect ratio of the SEBS particles, dispersed on the PPS matrix, was almost unaffected by the changes of the injection conditions; on the other hand, the mean particle size (caliper length along the major axis) and the value of the dispersion function represented qualitatively well the morphological variations observed for the blend. The artificial neural networks, built with experimental data and trained with the group cross validation method (GCV), predicted with good precision the morphology and the mechanical properties, starting from the injection molding processing conditions, as well as the mechanical properties starting from the morphological aspects. / A influência das variáveis de processamento da moldagem por injeção na morfologia e nas propriedades mecânicas foi avaliada para o poli(sulfeto de p-fenileno), PPS, e para a blenda de PPS com o copolímero em bloco de estireno-etileno-butileno-estireno, SEBS, na concentração em massa 80/20 (PPS/SEBS). A definição das condições de injeção foi feita através de planejamento de experimentos. Os limites inferiores e superiores de cada variável foram definidos levando em consideração as características do material e a capacidade da máquina injetora. O programa computacional MOLDFLOW® foi utilizado para a simulação do processo de injeção para a definição dos tempos de resfriamento e de empacotamento, para garantia da qualidade do moldado e para a obtenção dos perfis de taxa de cisalhamento e de temperatura da massa ao final da etapa de preenchimento. Foi verificado que, no caso do PPS, as variáveis de maior influência no gradiente de cristalinidade ao longo da espessura da peça e nas propriedades mecânicas foram as temperaturas da massa polimérica fundida (Tinj) e do molde (Tm). No caso da blenda PPS/SEBS, a velocidade de injeção ou vazão (Q), a temperatura do molde e a pressão de empacotamento (Ph) foram as variáveis de maior influência na morfologia. A razão de aspecto das partículas de SEBS, dispersas na matriz de PPS, praticamente não foi alterada com a variação das condições de injeção, ao contrário do tamanho médio de partícula e do valor da função dispersão, que pôde representar qualitativamente bem as alterações morfológicas observadas na blenda. As redes neurais construídas a partir dos dados experimentais e treinadas com o método de validação cruzada em grupo (VCG) puderam predizer com boa precisão a morfologia e as propriedades mecânicas do moldado a partir das condições de processamento, bem como as propriedades mecânicas a partir da morfologia. Palavras-chave: morfologia, cristalinidade, blenda, propriedades mecânicas, moldagem por injeção, A influência das variáveis de processamento da moldagem por injeção na morfologia e nas propriedades mecânicas foi avaliada para o poli(sulfeto de p-fenileno), PPS, e para a blenda de PPS com o copolímero em bloco de estireno-etileno-butileno-estireno, SEBS, na concentração em massa 80/20 (PPS/SEBS). A definição das condições de injeção foi feita através de planejamento de experimentos. Os limites inferiores e superiores de cada variável foram definidos levando em consideração as características do material e a capacidade da máquina injetora. O programa computacional MOLDFLOW® foi utilizado para a simulação do processo de injeção para a definição dos tempos de resfriamento e de empacotamento, para garantia da qualidade do moldado e para a obtenção dos perfis de taxa de cisalhamento e de temperatura da massa ao final da etapa de preenchimento. Foi verificado que, no caso do PPS, as variáveis de maior influência no gradiente de cristalinidade ao longo da espessura da peça e nas propriedades mecânicas foram as temperaturas da massa polimérica fundida (Tinj) e do molde (Tm). No caso da blenda PPS/SEBS, a velocidade de injeção ou vazão (Q), a temperatura do molde e a pressão de empacotamento (Ph) foram as variáveis de maior influência na morfologia. A razão de aspecto das partículas de SEBS, dispersas na matriz de PPS, praticamente não foi alterada com a variação das condições de injeção, ao contrário do tamanho médio de partícula e do valor da função dispersão, que pôde representar qualitativamente bem as alterações morfológicas observadas na blenda. As redes neurais construídas a partir dos dados experimentais e treinadas com o método de validação cruzada em grupo (VCG) puderam predizer com boa precisão a morfologia e as propriedades mecânicas do moldado a partir das condições de processamento, bem como as propriedades mecânicas a partir da morfologia.