Resumo não disponível

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Orientador: Teresa Dib Zambon Atvars / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:43:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Corradini_WalmirAntonio_M.pdf: 4149352 bytes, checksum: d9454ccbe0766a415634d7c86466f4d9 (MD5) Previous issue date: 1997 / Mestrado

Orientadores: Ulf Friedrich Schuchardt, Maria do Carmo Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:49:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rezende_CamilaAlvesde_M.pdf: 7094021 bytes, checksum: 17f4d87a56e6c2e1fcf6009b3a10a073 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Orientador: Ines Joekes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T01:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Segre_NadiaCristina_M.pdf: 3936754 bytes, checksum: 6cc48fb482ee78edd7403b2f05de2cee (MD5) Previous issue date: 1995 / Mestrado

Ingeniero Civil Químico / El presente trabajo se centra en el desarrollo de nanocompósitos poliméricos a base de polipropileno (PP) con nanotubos de carbono (CNT), mediante mezclado en estado fundido. Se estudia el efecto sobre el torque, propiedades térmicas, mecánicas, barrera y de conductividad eléctrica de cuatro matrices de PP de diferentes pesos moleculares y procedencias, al adicionar cargas de 2%, 5% y 10% en peso de CNT de origen comercial. En una segunda etapa, se preparan nanocompósitos utilizando la matriz de PP que presenta las mejores propiedades y CNT con propiedades magnéticas, sintetizados a partir de ferroceno (por medio del método de deposición química de vapor). Con estos, se busca analizar si el origen de los CNT tiene un efecto sobre las propiedades de los nanocompósitos, y verificar si efectivamente las propiedades magnéticas de las partículas son adquiridas por la matriz, al adicionar pequeñas concentraciones de estas. Los resultados obtenidos muestran que las matrices de menor peso molecular (PPmet y PP2621) poseen un menor umbral de percolación, una disminución más drástica de la permeabilidad al oxígeno, un aumento en el módulo de Young y una disminución marcada en la deformación a la rotura al adicionar CNT de origen comercial, con respecto a las matrices de mayor peso molecular (PP1310 y PP0130). La adición de CNT con partículas que presentan propiedades magnéticas modifica la naturaleza diamagnética de la matriz transformándola en un compuesto ferromagnético, el cual presenta una magnetización de saturación máxima de 2.7 [emu/g] y una coercitividad cercana a los 500 [Oe] para el 6% de carga. Por su parte, las propiedades térmicas, mecánicas y de conductividad eléctrica de estos nanocompósitos magnéticos no presentan diferencias sustanciales a las observadas por lo compuestos preparados con CNT de origen comercial. Por lo tanto, se logró concluir que la matriz utilizada para la preparación de nanocompósitos de PP con CNT tiene un importante efecto sobre las propiedades de estos. Además, se observó que las propiedades magnéticas de los CNT sintetizados a partir de ferroceno pueden ser traspasadas a los nanocompósitos, sin variar significativamente las propiedades en estudio.

Memoria para optar al Título Profesional de Químico / Se realizó la oxidación del grafito usando el método reportado por Hummers y Offeman. Este método permite incorporar diferentes grupos funcionales oxigenados al grafito. Posteriormente, se realizó la reducción térmica del óxido de grafito a dos temperaturas diferentes, 600ºC o 800ºC, obteniendo de esta forma las nanoláminas de óxido de grafeno reducido térmicamente (TrGO600) y (TrGO800). La reducción térmica del óxido de grafito a temperaturas elevadas permite eliminar de forma parcial los grupos funcionales oxigenados logrando una exfoliación de las nanoláminas de grafito. Una vez obtenidas estas nanoláminas fueron agregadas al polipropileno (PP) en fase fundida para obtener nanocompósitos de PP/TrGO. Las mediciones de permeabilidad al oxígeno y vapor de agua evidenciaron que el nanocompósito PP/TrGO800 posee mejores propiedades de barrera que el nanocompósito PP/TrGO600. En general, como era esperar, la rigidez de los nanocompósitos aumentó al incorporar las nanoláminas de TrGO al polipropileno, observándose para ambos casos un incremento del módulo elástico al aumentar la carga de nanoláminas de TrGO y una disminución del límite de elasticidad y de deformación a la fractura. Estas pruebas evidenciaron que el nanocompósito PP/TrGO800 posee mejores propiedades mecánicas que el nanocompósito PP/TrGO600. Estas diferencias entre PP/TrGO600 y TrGO800 son explicadas mediante las técnicas de microscopía transmisión electrónica (TEM) y difracción de rayos-X (DRX) / The oxidation of the graphite was carried out using the method reported by Hummers and Offeman. This method allows to incorporate different oxygenated functional groups to the graphite. Subsequently, the thermal reduction of the graphite oxide was carried out at two different temperatures, 600°C or 800°C, obtaining thermally reduced graphene oxide (TrGO600) and (TrGO800) nanosheets. The thermal reduction of graphite oxide at elevated temperatures allows partial elimination of the oxygenated functional groups, resulting in an exfoliation of graphite nanosheets. These nanosheets were added to polypropylene (PP) in the molten phase to obtain PP / TrGO nanocomposites. The permeability measurements of the nanocomposites to the oxygen and water vapor indicated that the PP/TrGO800 nanocomposite has better barrier properties than PP/TrGO600 nanocomposite. As expected, the stiffness of the nanocomposites increased when TrGO nanosheets were added to the polypropylene. For both cases, an increase of the elastic modulus was observed by increasing the loading of TrGO nanosheets, while the elasticity limit and the limit of fracture deformation decreased. These tests showed that the PP / TrGO800 nanocomposite has better mechanical properties than the PP / TrGO600 nanocomposite. These differences and similarities between PP/TrGO600 and TrGO800nanocomposites are explained by transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques / FONDECYT 1160521

Neste trabalho foi avaliada a influência de uma resina hidrocarbônica hidrogenada (RHH), de baixo peso molecular, na morfologia e propriedades finais de nanocompósitos de polipropileno. Os nanocompósitos foram obtidos utilizando-se duas argilas organofílicas, uma de caráter catiônico (MMT, C-l5A) e outra de caráter aniônico (HDL, Perkalite), e dois agentes compatibilizantes de polipropileno com diferentes teores de anidrido maleico. Os nanocompósitos foram preparados pelo método de intercalação no estado fundido em câmara de mistura e em extrusora dupla rosca. Um estudo preliminar, em câmara de mistura, foi realizado para verificar o efeito da ordem de mistura dos componentes principalmente sobre a morfologia dos nanocompósitos. Os resultados mostraram que uma melhor distribuição e dispersão das partículas de argila foram alcançadas na matriz polimérica quando argila e RHH foram primeiramente misturadas e, somente depois de decorridos 3 minutos de processamento o polipropileno foi incorporado. A partir destes resultados, optou-se em realizar uma pré-mistura constituída de argila, compatibilizante e RHH em um misturador intensivo, e esta foi incorporado ao PP na extrusora dupla-rosca. Os resultados mostraram que o uso de pré-misturas da argila Cloisite-15A, compatibilizante Polybond 3150 e RHH resultaram em uma morfologia com maior distribuição e dispersão das partículas de argila, melhores propriedades mecânicas com incremento de 57% no módulo elástico, aumento na estabilidade térmica e redução de 58% na permeabilidade ao oxigênio. Tais resultados mostraram que a RHH conseguiu auxiliar na esfoliação da argila pelo uso do misturador intensivo. Para os nanocompósitos com a argila Perkalite o uso do misturador intensivo não influenciou na morfologia. O módulo elástico dos nanocompósitos com essa argila apresentaram resultados superiores comparados com a argila C-15A quando a mistura de todos os componentes foi feita em uma única etapa na extrusora dupla rosca cujo ganho é atribuído à ação da RHH que conseguiu auxiliar na dispersão da argila Perkalite. / In this study it was evaluated the effect of a low molecular weight hydrogenated hydrocarbon resin (RHH) in morphology and final properties of polypropylene nanocomposites. The nanocomposites were obtained using two organoclays, a cationic (MMT) and a anionic (HDL) and two compatibilizing agents of polypropylene grafted with different amounts of maleic anhydride. Nanocomposites were prepared by intercalation in molten state by using batch mixer and twin-screw extruder. A preliminary study in the batch mixer was conducted to determine the effect of mixing order of the components on the final morphology of nanocomposites. The results showed that a better distribution and dispersion of the clay particles have been achieved in the polymeric matrix when the clay and RHH were first mixed during 3 minutes, then incorporated into the polypropylene. From these results, further tests were conducted with a pre-mixture consisting of clay, compatibilizer and RHH in an intensive mixer was incorporated into the PP on a twin-screw extruder. The results showed that the use of premixes clay Cloisite 15A, compatibilizer Polybond 3150 and RHH exhibited a morphological enhancement in distribution and dispersion of clay particles, improving mechanical properties up to 57% on Young’s modulus, increased thermal stability and reduction of oxygen permeability in 58%. For Perkalite clay nanocomposites, the use of intensive mixer did not influence the morphology. The Young’s modulus of nanocomposites with this clay showed superior results compared with the clay 15A-C when the mixture of all components was performed in a single step in a twin screw extruder, shown that RHH could assist in dispersion of Perkalite.

Neste trabalho foi investigado a influência de agentes dispersantes na morfologia e propriedades mecânicas de nanocompósitos de copolímeros heterofásicos de PP-PE/HNT. Foram utilizadas duas estratégias para o preparo dos nanocompósitos pelo método de intercalação por fusão. Na primeira estratégia, a preparação foi feita através de mistura física entre os componentes, na qual foram testados agentes compatibilizantes modificados com anidrido maleico (PP-g-MA e EO-g-MA) e resinas hidrocarbônicas (parcialmente ou totalmente hidrogenada). Na segunda estratégia, HNT foi modificada, antes da incorporação no copolímero, com organosilanos (com diferentes grupos hidrolisáveis ou tamanhos de cadeia) ou líquidos iônicos (com diferentes ânions e cátions ou tamanhos de cadeia). Os resultados mostraram que o uso de agentes compatibilizantes e resinas hidrocarbônicas promoveram a dispersão das partículas de HNT, sendo mais efetivos quando utilizados simultaneamente. Identificou-se que PP-g-MA dispersa HNT na matriz de PP, enquanto que o EO-g-MA dispersa as partículas dentro da fase elastomérica (EPR). Imagens de AFM mostraram que o uso do compatibilizante EO-g-MA dificultou a inclusão das cadeias do PP dentro da EPR, aumentando a resistência ao impacto a 23 °C. Com relação aos agentes dispersantes, organosilanos e líquidos iônicos, maior teor de modificação na superfície da HNT foi obtido com solventes de caráter apolar, promovendo uma dispersão mais eficiente das nanopartículas. O melhor balanço nas propriedades mecânicas foi alcançado pelo uso do organosilano e do líquido iônico com maior cadeia alquílica, aumentando o módulo elástico em 38% e 34%, sem perdas na resistência ao impacto a 23 °C. / In this work, we investigated the influence of dispersion agents on the morphology and mechanical properties of the heterophasic ethylene-propylene copolymer/halloysite nanocomposites. Two strategies were used for the preparation of nanocomposites by melt mixing approach. In the first strategy, the preparation was done by physical mixing of the components, which two compatibilizers modified with maleic anhydride (PP-g-MA and EO-g-MA), and two hydrocarbon resins (partially or fully hydrogenated) were tested. In the second strategy, HNT was modified, prior to incorporation into the copolymer, with organosilanes (with different hydrolysable groups or chain sizes) or ionic liquids (with different anions and cations or chain sizes). The results showed the use of compatibilizing agents and hydrocarbon resins promoted better dispersion of the HNT particles, and more effectiveness is achieved when used simultaneously. It was identified that PP-g-MA disperses HNT particles within the PP matrix, while the EO-g-MA dispersed HNT particles inside the elastomeric phase (EPR). AFM images showed that the EO-g-MA hindered the inclusion of PP chains into EPR; increasing the impact resistance at 23 °C. Regarding to the dispersing agents, organosilanes and ionic liquids, higher modification degree, on the surface of HNT, was obtained with non-polar solvents, promoting a more efficient dispersion of nanoparticles. The best balance in mechanical properties has been achieved by the use of the organosilane and the ionic liquid with a higher alkyl chain, increasing the elastic modulus in 38% and 34%, with no loss in impact strength at 23 °C.

Neste trabalho, o principal objetivo foi avaliar a influência de uma resina hidrocarbônica hidrogenada (RHH), de baixo peso molecular e alta temperatura de transição vítrea (Tg) na estrutura e propriedades finais de blendas de polipropileno (PP) com diferentes teores de comonômero etileno. As blendas foram preparadas a partir de um concentrado de PP/RHH e utilizando extrusora dupla-rosca. Os filmes foram obtidos em extrusora de matriz tubular descendente. Um estudo preliminar, em reômetro rotacional, foi realizado para determinar as temperaturas em que todas as blendas têm a mesma viscosidade, para que os filmes sejam obtidos em condições equivalentes de processamento para comparação das propriedades finais. Os resultados mostraram que a adição da RHH ao PP diminui a viscosidade em função do baixo peso molecular dessas resinas e da miscibilidade com o PP no estado fundido. Pela análise mecânico-dinâmica foi comprovada a miscibilidade da RHH com o PP. O estudo realizado pelo DSC mostrou à influência da RHH no comportamento térmico do PP. A cristalinidade do PP nas blendas aumenta com o aumento do teor de RHH. A temperatura de fusão e de cristalização para as blendas com homopolímero de polipropileno (i-PP) diminuíram, enquanto que, para as blendas de polipropileno randômico (PP-R) com maior teor de etileno, foi o comportamento oposto. Também foram avaliadas a espessura de lamela, a largura de pico de fusão e o t1/2 de cristalização não-isotérmica. Pela microscopia ótica foi observada a diminuição da velocidade de cristalização e do diâmetro do esferulito com a adição da RHH ao i-PP. As propriedades dos filmes de PP foram afetadas pela RHH. Os filmes das blendas apresentaram incremento no módulo secante sem modificações nas propriedades óticas. As propriedades de barreira melhoraram significativamente, obtendo a redução de até 49% na permeabilidade ao oxigênio e 31% na permeabilidade ao vapor d’água com a adição de 20% de RHH. / In this work, the main objective was to evaluate the influence of a hydrogenated hydrocarbon resin (RHH), low molecular weight and high glass transition temperature (Tg), in the structure and final properties of blends of polypropylene (PP) with different amounts of ethylene comonomer. The blends were prepared from a masterbatch of PP / RHH by using twin-screw extruder. The films were obtained in descending tubular extruder die. A preliminary study, in rotational rheometer, was conducted to determine the temperatures at which all blends have the same viscosity, in order to obtain films in equivalent processing conditions for proper comparison of final properties. The results showed that addition of RHH to PP decrease the viscosity because of the low molecular weight of these resins and the miscibility with the PP in the melt. Dynamic mechanical analysis was confirmed the miscibility between PP and RHH. The study by DSC showed the influence of RHH on the thermal properties of PP. It was observed that increasing the RHH content, the crystallinity of the PP in the blend also increases. It was observed a decreasing in melting and crystallization temperatures for the blends with polypropylene homopolymer (i-PP), while blends of random polypropylene (PP-R) with higher ethylene content, presented the opposite behavior. Also the lamella thickness, width of melting peak and t1/2 non-isothermal crystallization were evaluated. In i-PP homopolymer blends with RHH, by using optical microscopy, it was observed that the rate of crystallization and spherulite diameter decreased with the increasing of the amount of RHH. The film properties of PP were affected by the presence of RHH. It was an increase in the secant modulus of the films without any change in optical properties. It was found significant improvement in barrier properties. With the addition of 20% RHH, reduction in oxygen permeability was achieved until 49% and water vapor permeability, 31%.