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Funcionalização de polietileno e polipropileno por enxertia com ácido itacônico

Silva, Marco Antonio da January 2013 (has links)
Neste trabalho foi utilizado ácido itacônico para realizar experimentos de enxertia, seguindo diferentes rotas de reação, com o polímero fundido em câmara de mistura e extrusora e também reação em solução, usando diferentes tipos de polietileno e polipropileno como matriz. A fim de avaliar as principais variáveis de processo que influenciam no produto final foi realizado um planejamento de experimentos, onde foi comprovada que uma das principais variáveis é a concentração de peróxido. Para comprovação da eficiência da reação de enxertia e quantificação do teor de ácido incorporado utilizou-se a técnica de FTIR em que foram identificados os principais picos relativos à presença do ácido e seus subprodutos. A quantificação do percentual de ácido incorporado foi realizada com base a área das bandas relativas às carbonilas de ácido e anidrido presentes na amostra. A validação das curvas de calibração foi efetuada por fluorescência de raios-X. Para a caracterização estrutural dos polímeros obtidos foram utilizadas técnicas de fracionamento por cristalização em solução (CRYSTAF), fracionamento por eluição com gradiente de temperatura (TREF), microcalorimetria em solução, fracionamento por cromatografia de permeação em gel (GPC), fracionamento preparativo por peso molecular, calorimetria diferencial de varredura (DSC). Também foi avaliada a propriedade de adesão apresentada pelo polímero após adição do ácido itacônico. Conclui-se que a adição de peróxido e ácido itacônico ao polímero provoca modificação de ordem química e estrutural nos polímeros gerados. Os resultados mostraram um estreitamento no perfil de cristalização nas amostras testadas resultante da maior interação entre fases cristalinas e amorfas, muito provavelmente pela presença de pontes de hidrogênios provenientes do ácido. Os resultados de fracionamento preparativo indicaram a tendência do ácido a incorporar de forma homogênea ao longo da cadeia polimérica. / In this work itaconic acid was used to accomplish grafting experiments, following different reaction routes, such as, melt mixing, reactive extrusion and solution, using different types of polyethylene and polypropylene as the matrix. In order to assess the main process variables on the final product, a design of experiments was performed, where it was proven that one of the key variables in the process is the concentration of peroxide. The incorporated acid was quantified by FTIR to prove the efficiency of the grafting reaction. The main peaks identifying the presence of the acid and by products were assigned. The quantification of the percentage of acid incorporated was based on the area of the carbonyl bands of acid and anhydride in the sample. The validation of the calibration curves was done by X-ray fluorescence. For the structural characterization of the grafted polymers the following techniques were used: Crystallization Analysis Fractionation (CRYSTAF), preparative and analytical Temperature Rising Elution Fractionation (TREF), microcalorimetry in solution, fractionation by gel permeation chromatography (GPC), preparative fractionation by molecular weight and differential scanning calorimetry (DSC). The adhesion property presented by the polymer upon addition of the acid was also studied. It has been concluded that the addition of peroxide and itaconic acid to the polymer causes changes of chemical and structural order in the generated polymers. The results showed a narrowing in the profile of crystallization in the samples tested resulting of the higher interaction between crystalline and amorphous phases, due to the presence of hydrogen bridges arising from the acid. Results from the preparative fractionation indicated the tendency of the acid to incorporate homogeneously throughout the polymer chain.
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Modificação de superfícies de polipropileno para obtenção de molhabilidade foto-reversível

Gombar, Lívia Cristina January 2013 (has links)
Neste trabalho foram modificados filmes de polipropileno biorientados (BOPP) e filmes de polipropileno (PP) produzidos via spin coating. Foi enxertada às superfícies uma molécula derivada de α-naftol, que quando excitada com radiação UV altera sua molhabilidade. Primeiramente estudaram-se filmes de PP produzidos via spin coating, os quais foram modificados via VUV e posterior enxertia de um fotoácido, onde foi estudado a molhabilidade foto-reversível da superfície modificada bem como a estabilidade do polipropileno. Em seguida BOPP foi modificado através de três técnicas diferentes, foto enxertia de ácido acrílico, VUV para inserir O2 e ATRP para inserir metacrilato de glicidila (GMA) com a finalidade de enxertar o fotoácido, onde foi estudada sua morfologia, sua rugosidade, a estrutura química e a molhabilidade foto-reversível. Foi observado que a rugosidade dos filmes após os diferentes tratamentos aumentou e a morfologia dos filmes tornou a superfície menos homogênea em todos os casos. Através das técnicas de FTIR-ATR e de XPS foi possível identificar a presença da molécula derivada de α-naftol, na qual se observa molhabilidade foto-reversível. Esta molhabilidade foto-reversível foi verificada em todas as superfícies modificadas. / In this work were modified polypropylene films bioriented (BOPP) and polypropylene films (PP) produced by spin coating technique. A α-naphthol derived molecule was grafted onto the surface by UV radiation excitation suffering acid-based equilibrium, by modification of the surface free energy. At the first moment PP films produced by spin coating were studied, by VUV modification and subsequent grafting of the photo acid (5-isothiocyanate-1-naphthol). Those samples were studied the photo-reversible wettability of the surface modified as well as polypropylene stability. After that PP films bioriented (BOPP) were modified by photo grafting using acrylic acid, VUV, and ATRP to insert GMA, then was grafted to these films derived from α-naphthol. The morphology of the films were studied by evaluation of roughness. The chemical structure and photo-reversible wettability were evaluated also. It was observed that the surface roughness of the films increase after different treatments. The surface morphology of the samples becomes less homogeneous in all cases, which means a increase in the roughness. Using surface techniques (FTIR-ATR and XPS) was possible to identify the presence of the chemical groups derived from α-naphthol, which shows photo-reversible wettability. This photo-reversible wettability could be verified in all the modified surfaces, however it is more pronounced on modified surfaces via VUV and photo-grafting of acrylic acid with subsequent grafting of the photo acid, where the WCA values were more significant.
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Influência da adição de fibras de polipropileno em argamassas

Oliveira, Maria Luiza Lopes de January 2001 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-19T12:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:01:57Z : No. of bitstreams: 1 189682.pdf: 24671551 bytes, checksum: 7ade70ce3d377c42e4283e400e6f8f46 (MD5) / A utilização de fibras na construção civil vem crescendo a cada ano. Uma das fibras mais utilizadas são as poliméricas devido às suas propriedades e seu baixo custo. O presente trabalho analisou a influência da adição de fibras de polipropileno em algumas das propriedades das argamassas. Utilizou-se uma argamassa de cimento (1:3 em volume) e duas argamassas de cimento-cal (1:0,5:4,5 e 1:2:9 em volume), com três diferentes teores de fibras (0,05%, 0,15% e 0,30%), além de argamassas de referência (sem fibra) como parâmetro comparativo. Os resultados encontrados mostram que as fibras proporcionam um aumento no índice de consistência e uma melhor coesão das argamassas. Elevam a retenção de água dos compósitos que não possuem cal na sua composição. Contribuem com a melhoria da estabilidade dimensional. Nas propriedades mecânicas (compressão e tração) influenciam de maneira favorável na forma de ruptura. Não apresentam influência na absorção de água por imersão, índice de vazios, massas específicas e absorção de água por capilaridade.
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Nanocompósitos de poliolefinas e argila aniônica organofuncionalizada com ácido cinâmico

Silva, Renato Figueira da January 2010 (has links)
Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de Poliestireno Cristal (PS Cristal), Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) e Polipropileno Isotático (PPi) com argila aniônica do tipo hidrotalcita, organofuncionalizada com ácido cinâmico. A argila aniônica contendo o ânion aromático foi preparada via método de co-precipitação a pH constante. Os nanocompósitos, contendo teores de 1, 3 e 5% em peso de argila organofuncionalizada, foram preparados por mistura nos polímeros fundidos, em uma extrusora dupla rosca. Os materais processados foram esfriados em água fria, peletizados e transformados em corpos de prova via moldagem por injeção. A morfologia da argila aniônica (pura e organofuncionalizada) foi caracterizada por difração de raios-X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades térmicas das argilas foram analisadas por análise termogravimétrica (TGA). A morfologia dos corpos de prova dos nanocompósitos foi caracterizada por (XRD) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). As propriedades térmicas dos nanocompósitos foram determinadas por TGA, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise dinâmico-mecânica (DMA). A dispersão da argila nos nanocompósitos foi avaliada por espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) e as propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de tração, flexão, dureza e resistência ao impacto Izod. A técnica de preparação dos nanocompósitos no estado fundido é de fácil processamento e rapidez na execução. No entanto, não mostrou-se suficientemente eficaz na dispersão da argila organofuncionalizada nas matrizes poliméricas. Os resultados de microscopia e SAXS mostraram que a maioria dos nanocompósitos atingiu algum grau de dispersão da argila, com algumas estruturas compostas de fases intercaladas e com a presença de tactóides. As análises térmicas mostraram que a adição de argila ao PS Cristal o tornou mais estável termicamente, suportando maiores temperaturas antes de iniciar o processo de degradação, enquanto o HIPS ficou menos estável termicamente e o PPi não apresentou variação em relação ao polímero puro. Os ensaios mecânicos dos nanocompósitos mostraram que a adição de argila organofuncionalizada ao PS Cristal, ao HIPS e ao PPi não exerceu mudança significativa sobre as propriedades mecânicas dos materiais em relação às matrizes poliméricas puras. / This research project involved the preparation of polystyrene (PS Cristal), High Impact Polystyrene (HIPS) and Isotatic Polypropylene (PPi) nanocomposites with cinnamic acid organofunctionalized anionic clay. The anionic clay with the aromatic anion was prepared by the co-precipitation method at constant pH. Nanocomposites containing levels of 1, 3 and 5% by weight of organofunctionalized clay were prepared by polymer melt blending in a twin-screw extruder. The processed materials were cooled in cold water, pelleted and processed into specimens by injection molding. The morphology of the anionic clay (pure and organofunctionalized) was characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Thermal properties of the clays were analyzed by thermogravimetric analysis (TGA). The morphology of the nanocomposite specimens was characterized by (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The thermal properties of the nanocomposites were determined by TGA, differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). The clay dispersion in the nanocomposites was evaluated by small angle X-ray scattering (SAXS) and the mechanical properties were examined by tensile tests, flexural tests, hardness and Izod impact resistance. The technique of melt blending for the preparation of nanocomposites is easy and fast in the execution., however, it wasn´t sufficiently effective in dispersing the organofunctionalized clay in polymer matrices.The microscopy and SAXS results showed that most of the nanocomposites had some degree of clay dispersion, with some structures composed of intercalated phases and with the presence of tactoids. Thermal analysis showed that the addition of clay to PS Crystal turned it more thermally stable, supporting higher temperatures before starting the degradation process. The HIPS nanocomposites were thermally less stable and the PPi nanocomposite did not show a change compared to the neat polymer. The mechanical tests of the nanocomposites showed that the addition of organofunctionalized clay to PS Crystal, HIPS and PPi didn´t exert significant changes on the mechanical properties of these materials in comparison to pure polymer matrices.
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Produção e caracterização física e mecânica de compósito plástico-madeira

Viola, Natália Martin [UNESP] 14 December 2012 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-14Bitstream added on 2014-06-13T18:29:54Z : No. of bitstreams: 1 viola_nm_me_bauru.pdf: 2644948 bytes, checksum: dea71ff5b009fb7148941f2660a86dd6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste estudo foi produzir plástico-madeira (wpc) com farinha de madeira e o polímero de polipropileno reciclado, e a confecção de corpos de prova por meio do processo de injeção, para realizar as análises laboratoriais. O estudo resultou em quatro formulações para o compósito, sendo a matriz polimérica, no caso o polipropileno reciclado com adição de 10%, 20% e 30% de farinha de madeira composta pela mistura do Pinus taeda e Pinus eliotti, mais uma composição com 100% polipropileno recilado. A avaliação do compósito plástico-madeira foi realizada através de ensaios dos corpos de prova injetados. Os resultados dos ensaios mostraram a possibilidade de utilização da farinha de madeira para a produção de compósitos plástico-madeira, já que esta apresenta uma granulometria fina e, considerando que há pouco consumo para o material, são muitas vezes descartados na natureza. Também foi possível a utilização do polipropileno recilado, constituído assim, em mais uma vantagem de utilização dos resíduos de plástico que poluem solo, rios e mares. O fato de não ter usado compatibilizante, é outra vantagem do estudo, pois este material apresenta forte influência no custo de produção, podendo inviabilizar o concieto da utilização de resíduos na sua composição. As composições de compósito com 30% de farinha de madeira mostraram o menor desvio padrão das composições, além de um resultado satisfatório no ensaio de impacto com 34,94 J/m. Porém, o aumento no percentual de madeira pode diminuir a resistência à tração nos compósitos, pois, mesmo que a fibra de madeira in natura apresente em média um módulo de 30GPa, o compósito depende da resistência de um agregado formado de fibras e outros elementos celulares, sofrendo influência da dispersão das fibras na matriz polimérica e da adesão entre as fases / The aim of this study was to produce wood-plastic composites (wpc) with wood flour and polypropylene recycled polymer, and the making of specimens through the injection process, to perform the laboratory analyzes. The study resulted in four formulations for the composite, and the polymeric matrix, if recycled polypropylene with the addition of 10%, 20% and 30% of wood flour composed by mixing Pinus taeda and Pinus elliotii, over a composition with 100% recycled polypropylene. The evaluation of wood-plastic composite was performed by testing the speciments injected. The test results showed the possibility of using wood flour for the production of wood-plastic composite, since it has a fine grain size, and considering that there is little material to consumption, are often disposed in nature. It was also possible to use recycled polypropylene and, thus, a further advantage in the use of plastic waste that pollutes the soil, rivers and seas. The fact of not having used compatibilizer, is another advantage of the study, because this material has a strong influence on the cost of production and may derail the concept of using waste in its composition. The compositions of the composite with 30% wood flour showed the lowest standard deviation of the compositions, and a satisfactory result in the impact test with 34.94J/m. However, the increase in the percentage of wood can reduce the tensile strength in composities, because even if the wood fiber present in fresh medium one module 30GPa, the composite depends on the strength of an aggregate formed of fibers and other cellular elements, being influenced by fiber dispersion in the polymer matrix and the adhesivon between the phases
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Nanocompósito de PP/PP-g-AM/argila organofílica: processamento, propriedades mecânicas, termo-mecânicas e de permeação de gás / Nanocomposite of PP/PP-g-MA/organoclay: processing, mechanical and thermo-mechanical properties, thermal and gas in permeation

Morelli, Fernanda Cathusca 28 August 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2599.pdf: 2537204 bytes, checksum: 01939979d42e256931fe47d867f6b65e (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / The aim of present work was developing nanocomposites of polypropylene (PP) with organoclay (MMT) in the presence of a compatibilization agent (PP-g-MA) in the melt state. The masterbatch of PP-g-MA and organoclay was prepared in a mixer with high shear rate and then cryogenically frozen and ground. The nanocomposites were prepared with 1.5%, 2.5%, 5% and 7.5% (w/w) of organoclay into PP in a twin screw extruder. In the all case it was maintained the ratio of 1:3 organoclay/PP-g-MA. The morphology and structure of the nanocomposites were evaluated by their thermo-mechanical properties, tensile strain and permeability to water vapor and oxygen. The analysis of XRD showed a marked decrease the in peak intensity referring to the pure organoclay for all nanocomposites. The SEM / FEG micrographs revealed the morphology of the surface for all sample. It was observed the complete dispersion of organoclay into polymeric phase and the structure seen was like a rod with some mixed clusters. While the micrographs of TEM showed the formation of nanocomposites with high intercalation for 1.5% and 2.5% of organoclay. The TGA analysis demonstrated an increase in the temperature of degradation (2% loss of mass) of 29°C for the sample of 1.5% of organoclay. The DSC curves did not show any influence of organoclay in the values of Tf for ΔHf and nanocomposites. The DMTA analysis showed an improvement for all parameters examined (on the storage modulus, change the temperature of phase transition α 'and HDT) once more for the sample of 1.5% of organoclay. The permeability to water vapor was effective, especially for the sample of 1.5% of organoclay, where the reduction was of 43% lower than extruded PP. However, the permeation of O2 didn t present the same improvement for the nanocomposites studied in comparison to the water vapor permeation. / Este trabalho de pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de um nanocompósito de polipropileno (PP) e argila organofílica (MMT) na presença de um agente compatibilizante (PP-g-AM) no estado fundido. Foi preparado um concentrado de PP-g-AM e argila organofílica em um misturador com alta taxa de cisalhamento. O material obtido foi moído criogenicamente e diluído na matriz de PP nas concentrações de 1,5%, 2,5%, 5,0% e 7,5% de argila organofílica em uma extrusora de rosca dupla mantendo sempre a relação de 1:3 de argila organofílica/PP-g-AM. A morfologia e a estrutura dos nanocompósitos foram avaliadas por meio de suas propriedades termomecânicas, mecânicas e de permeabilidade ao vapor d água e oxigênio. As análises de DRX mostraram uma acentuada diminuição do pico referente ao da argila organofílica pura para todas as amostras preparadas. As micrografias de MEV/FEG apresentaram a morfologia da superfície das amostras, na qual a argila se encontra dispersa na fase contínua (matriz de PP) na forma de bastonetes misturados com alguns aglomerados. Já as micrografias de MET mostraram a formação de nanocompósitos com intensa intercalação para as amostras de 1,5% e 2,5% de argila organofílica. As análises de TGA mostraram um aumento de 29°C na temperatura de degradação (2% de perda de massa) para a amostra de 1,5% de argila organofílica. As curvas de DSC não mostraram nenhuma influência da argila organofílica nos valores de ΔHf e Tf para os nanocompósitos. A análise de DMTA apresentou uma melhora para todos os parâmetros analisados (módulo relativo de armazenamento, variação da temperatura da transição da fase α e temperatura de deflexão térmica) para a amostra de 1,5% de argila organofílica. A permeabilidade ao vapor d água se mostrou eficaz, principalmente para a amostra de 1,5% de argila organofílica, onde a redução obtida foi da ordem de 43% menor em relação ao PP extrudado. No entanto, a permeação ao gás O2 não apresentou a mesma melhora para os nanocompósitos estudados em comparação a permeação ao vapor d água.
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Estudio de funcionalización de polipropilenos y elastómeros y su uso como compatibilizantes en mezclas

Bruna Bugueño, Julio Elías January 2007 (has links)
La modificación química de polímeros, especialmente las poliolefinas, ha sido tema de estudio en los últimos años, con el propósito de obtener nuevos materiales. Estos polímeros modificados pueden ser utilizados como agentes de compatibilización (compatibilizante) para obtener mezclas (blendas) poliméricas más homogéneas que, en general, son incompatibles que si.
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Estudo das propriedades de compósitos de polipropileno com casca de arroz

Rosa, Simone Maria Leal January 2007 (has links)
Os principais objetivos deste estudo foram desenvolver e caracterizar compósitos de polipropileno com farinha de casca de arroz. Os compósitos foram preparados para obtenção de novos materiais com boas propriedades, permitindo o aproveitamento desse recurso natural abundante de baixo custo e densidade. Foi avaliada a adição de um agente de acoplamento comercial, baseado em PP modificado com anidrido maleico, visando melhorar as propriedades dos materiais obtidos. Os teores de farinha de casca de arroz utilizados foram de 10 a 40% em massa. Os compósitos foram preparados utilizando-se uma extrusora dupla-rosca, co-rotacional. Após peletização, corpos de prova foram moldados por compressão. Os materiais foram avaliados em relação ao seu comportamento térmico e mecânico. Outras propriedades foram estudadas através da determinação dos índices de fluidez, análises de TGA, DSC, DMA, microscopia eletrônica de varredura, densidade e testes de absorção de água. Com base nos resultados dos testes de tração, de impacto e DMA pode-se concluir que a farinha de casca de arroz atua como agente de reforço sobre a matriz polimérica, melhorando suas propriedades mecânicas. Após os testes de degradação térmica (TGA) observou-se que a massa de resíduo foi maior para as concentrações mais elevadas de casca, devido ao elevado teor de sílica desse material. Verificou-se também, pelos resultados de DSC, que o grau de cristalinidade e a temperatura de cristalização dos compósitos aumentaram na presença da casca de arroz, devido ao efeito nucleador dessa carga sobre a matriz polimérica. A adição do PP-AM como agente de acoplamento alterou algumas propriedades dos sistemas, demonstrando sua boa adesão interfacial, resultando em diminuição do índice de fluidez, aumento do módulo de armazenamento e perda, aumento da resistência à tração e redução do grau de absorção de umidade. / The main objectives of this study were to prepare and characterize polypropylene/rice husk flour composites. The composites were prepared viewing new materials with adequate properties, allowing the use of this low cost and low dense abundant natural resource. The addition of commercially PP modified with maleic anhydride was studied, aiming better properties in the composites. Rice husk flour levels varied from 10 to 40 by weight. The composites were prepared in a corotatory twin-screw extruder. After pelletizing samples were prepared by hot compression. The samples were analysed with respect to their thermal and mechanical behavior. Other properties were studied by means of melt flow index determinations, TGA, DSC, DMA, scanning electron microscopy, relative density and water adsorption analysis. Based on tensile and impact tests and DMA analysis it was possible to conclude that the rice husk flour behaved as a reinforcing filler for the PP matrix increasing the mechanical properties. After thermogravimetrical experiments (TGA) it was verified that higher residual masses were obtained for higher rice husk flour levels due to the high silica content of this material. By means of DSC analysis, it was also seen that the PP crystallinity and crystallization temperature increased in the presence of the filler due to its nucleating effect. The addition of PP modified with maleic anhydride affected some properties showing its adequate interfacial action. This was shown through the melt flow index reduction, the storage and loss modulus increase, the tensile strength increase and the lowering of the water adsorption.
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Estudo do efeito de cargas minerais em compósitos poliméricos particulados em matriz de polipropileno

Dalpiaz, Giovani January 2006 (has links)
O Brasil movimenta quantidades significativas de cargas minerais, porém o beneficiamento e a otimização das propriedades dessas cargas para a aplicação em polímeros ainda deve ser estudado. Definir as características e os ensaios importantes em função da aplicação da carga são bastante relevantes tanto para prever como para melhorar o desempenho do material. O objetivo do trabalho foi o de avaliar o efeito de diversas cargas minerais, calcário, caulim e talco, nas propriedades termomecânica e colorimétrica de compósitos particulados de polipropileno. No caso da resposta colorimétrica, utilizou-se o modelo de Kubelka-Munk para filmes plásticos translúcidos. Além das três cargas minerais citadas e especificamente para a avaliação do comportamento ótico dos compósitos foi também estudado o rutilo - TiO2 - comercial, pela sua ampla aplicação. Inicialmente foram beneficiadas e caracterizadas as cargas minerais. Essas cargas foram incorporadas em dois polipropilenos usando uma extrusora de duplo parafuso semi industrial e uma injetora industrial. Em alguns casos, para fazer a mistura, usou-se um misturador Haak. Para a obtenção dos resultados foram feitos, principalmente, ensaios de Tração, análise DSC, análise DMTA, análise colorimétrica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados alcançados demonstram o efeito de cada carga mineral estudada em compósitos particulados de polipropileno quantificando e buscando explicações para os fenômenos ocorridos. Quanto ao modelamento das propriedades óticas, os resultados foram bastante satisfatórios para a previsão do espectro de reflectância dos materiais. / Brazil produces and markets significant quantities of mineral fillers. Notwithstanding, a lot must be studied on the improvement and the optimization of filler’s properties for the application in polymers. It is very relevant to define the important characteristics and assays, as a function of the filler’s application, when one tries to foresee or to improve the material’s performance characteristics. The objective of this work was to evaluate the effect of different mineral fillers (limestone, kaolin and talc) in the thermo mechanical and colorimetric properties of polypropylene particulate composites. To evaluate the colorimetric behavior, the Kubelka-Munk model for translucent plastic films was used. In addition to the three already mentioned minerals, widely applied commercial rutile – TiO2 – was also picked up for optical studies. Mineral fillers were initially prepared and characterized and then incorporated into two polypropylene samples, using a semi-industrial double-screw extruder and an industrial injector. In some cases, a Haak mixer was also used. Experimental essays included traction essays, DSC analysis, DMTA analysis, colorimetric analysis and scanning electron microscopy. The obtained results showed the effect of each mineral filler studied on the polypropylene particulate composites. The phenomena were quantified and explanations were proposed. Results have also been satisfactory in the forecasting of the material’s reflectance spectra.
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Nanocompósitos de poliolefinas e argila aniônica organofuncionalizada com ácido cinâmico

Silva, Renato Figueira da January 2010 (has links)
Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de Poliestireno Cristal (PS Cristal), Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) e Polipropileno Isotático (PPi) com argila aniônica do tipo hidrotalcita, organofuncionalizada com ácido cinâmico. A argila aniônica contendo o ânion aromático foi preparada via método de co-precipitação a pH constante. Os nanocompósitos, contendo teores de 1, 3 e 5% em peso de argila organofuncionalizada, foram preparados por mistura nos polímeros fundidos, em uma extrusora dupla rosca. Os materais processados foram esfriados em água fria, peletizados e transformados em corpos de prova via moldagem por injeção. A morfologia da argila aniônica (pura e organofuncionalizada) foi caracterizada por difração de raios-X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades térmicas das argilas foram analisadas por análise termogravimétrica (TGA). A morfologia dos corpos de prova dos nanocompósitos foi caracterizada por (XRD) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). As propriedades térmicas dos nanocompósitos foram determinadas por TGA, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise dinâmico-mecânica (DMA). A dispersão da argila nos nanocompósitos foi avaliada por espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) e as propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de tração, flexão, dureza e resistência ao impacto Izod. A técnica de preparação dos nanocompósitos no estado fundido é de fácil processamento e rapidez na execução. No entanto, não mostrou-se suficientemente eficaz na dispersão da argila organofuncionalizada nas matrizes poliméricas. Os resultados de microscopia e SAXS mostraram que a maioria dos nanocompósitos atingiu algum grau de dispersão da argila, com algumas estruturas compostas de fases intercaladas e com a presença de tactóides. As análises térmicas mostraram que a adição de argila ao PS Cristal o tornou mais estável termicamente, suportando maiores temperaturas antes de iniciar o processo de degradação, enquanto o HIPS ficou menos estável termicamente e o PPi não apresentou variação em relação ao polímero puro. Os ensaios mecânicos dos nanocompósitos mostraram que a adição de argila organofuncionalizada ao PS Cristal, ao HIPS e ao PPi não exerceu mudança significativa sobre as propriedades mecânicas dos materiais em relação às matrizes poliméricas puras. / This research project involved the preparation of polystyrene (PS Cristal), High Impact Polystyrene (HIPS) and Isotatic Polypropylene (PPi) nanocomposites with cinnamic acid organofunctionalized anionic clay. The anionic clay with the aromatic anion was prepared by the co-precipitation method at constant pH. Nanocomposites containing levels of 1, 3 and 5% by weight of organofunctionalized clay were prepared by polymer melt blending in a twin-screw extruder. The processed materials were cooled in cold water, pelleted and processed into specimens by injection molding. The morphology of the anionic clay (pure and organofunctionalized) was characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Thermal properties of the clays were analyzed by thermogravimetric analysis (TGA). The morphology of the nanocomposite specimens was characterized by (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The thermal properties of the nanocomposites were determined by TGA, differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). The clay dispersion in the nanocomposites was evaluated by small angle X-ray scattering (SAXS) and the mechanical properties were examined by tensile tests, flexural tests, hardness and Izod impact resistance. The technique of melt blending for the preparation of nanocomposites is easy and fast in the execution., however, it wasn´t sufficiently effective in dispersing the organofunctionalized clay in polymer matrices.The microscopy and SAXS results showed that most of the nanocomposites had some degree of clay dispersion, with some structures composed of intercalated phases and with the presence of tactoids. Thermal analysis showed that the addition of clay to PS Crystal turned it more thermally stable, supporting higher temperatures before starting the degradation process. The HIPS nanocomposites were thermally less stable and the PPi nanocomposite did not show a change compared to the neat polymer. The mechanical tests of the nanocomposites showed that the addition of organofunctionalized clay to PS Crystal, HIPS and PPi didn´t exert significant changes on the mechanical properties of these materials in comparison to pure polymer matrices.

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