Autorizada por el autor para ser publicada a texto completo a contar de agosto de 2012 / La necesidad de polímeros biocidas ha tomado importancia en el último tiempo dado que con ellos es posible resolver problemas tecnológicos relevantes como las enfermedades asociadas a la higiene, ya sea en contagios intrahospitalarios, o en empaque de alimentos. Actualmente existe una variedad de métodos y materiales para preparar polímeros biocidas, habiendo dos categorías principales, una primera que corresponde a los materiales en que el agente biocida se agrega a la matriz y la segunda, a los materiales en que el biocida es inherente al polímero. Se destaca dentro de la primera categoría los compósitos con nanopartículas metálicas, por ejemplo los de plata, con una efectividad ampliamente comprobada. A pesar que desde hace siglos es conocida la capacidad biocida del cobre, su estudio en nanocompósitos poliméricos no ha sido estudiado en detalle, lo que permitiría preparar polímeros basados en este metal con propiedades bactericidas. El objetivo del trabajo de título es preparar compósitos de polipropileno con nanopartículas de cobre, mediante el método de mezcla en fundido y con porcentajes de carga entre 1 y 20% vol-vol, para estudiar sus propiedades, con énfasis las biocidas. Para este propósito, se probaron tres metodologías: a) medir el efecto del compósito sobre un cultivo diluido en fase lag (~102 [CFU/ml]) en contacto con la superficie del compósito; b) medir el efecto por inmersión en un cultivo concentrado (~107 [CFU/ml]); c) medir el efecto en un cultivo concentrado en fase exponencial (~107 [CFU/ml]) en contacto con la superficie del material; con el tercer método los resultados permitieron cuantificar las principales características biocidas de las nanopartículas de cobre. Se encontró un efecto bactericida importante en las muestras preparadas. En particular, para los compósitos al 1% y 5% (vol-vol), se determinó una eficacia bactericida del 40% y 90% respectivamente, luego de 4hr en contacto. Más interesantes son los resultados para un 9% y 19% (vol-vol), encontrándose un 100% de efectividad luego de 4hr en contacto. Además se caracterizó los compósitos estudiando la cantidad de iones Cu+ que se liberan del material a una solución, resultando que, luego de 3hr es posible encontrar una concentración de 4 [µg/ml] de cobre en solución para 2cm2 de material. También sus propiedades eléctricas fueron analizadas, encontrándose cambios poco significativos en la conductividad (1,3x10-3 – 2,7x10-3[S/m]). Basados en los resultados de este proyecto de tesis, fue posible encontrar una metodología que permitió cuantificar el efecto biocida de un compósito. Finalmente se concluye que, nanopartículas de cobre dentro de una matriz de polipropileno producen un efecto bactericida sobre un cultivo de E. coli, el cual depende fuertemente del porcentaje de relleno. De esta manera, estos nanocompósitos abren nuevas aplicaciones al cobre.

Devido aos problemas decorrentes da disposição inadequada dos resíduos poliméricos, não recicláveis, principalmente aqueles de vida útil curta, como fraldas descartáveis e absorventes higiênicos, o uso de polímeros biodegradáveis torna-se uma alternativa atraente e imprescindível para amenizar a geração de resíduos poliméricos de difícil degradação, e consequentemente, diminuir os danos que esses possam causar ao meio ambiente. Polímeros termoplásticos convencionais contendo em sua composição agentes pró-degradantes podem tornar-se biodegradáveis, pela ação oxidativa do aditivo que acelera a cisão das macromoléculas, que leva a biodegradação destas por micro-organismos. Neste trabalho, foram utilizados dois grades de polipropileno (PP) que são empregados na fabricação de materiais descartáveis, no qual foram aditivados com agente pró-degradante orgânico, contendo um grupo 1,2-oxi-hidroxi, e suas características e propriedades foram avaliadas, na tentativa de desenvolver um polímero ambientalmente biodegradável. Com o intuito de comparar a eficiência deste aditivo orgânico, foi utilizado o d2w®, aditivo pró-degradante comercial já utilizado no mercado, que apresenta características semelhantes ao aditivo orgânico, porém apresenta metal de transição em sua composição. Desta forma amostras de PP foram aditivadas com 1, 2 e 3% de pró-degradante orgânico e comercial (d2w®) e submetidas à degradação por processos abióticos (natural e acelerado) e bióticos (compostagem e biodegradação em meio aquoso e em solo). A monitoração da degradação das amostras foi acompanhada utilizando-se técnicas FTIR, DSC, MEV, Mv e a quantificação de CO2 gerado. A amostra de PP com pró-degradante comercial foi mais sensível a termodegradação, porém as amostras de PP com pró-degradante orgânico apresentaram maior nível de degradação. Em ambas as amostras ocorreram aumento da cristalinidade após a degradação devido à redução da massa molar, e a modificação morfológica da superfície dos corpos de prova, devido à fotodegradação (natural e acelerada) e degradação biótica. A degradação abiótica das amostras de filme de PP por ação da radiação ultravioleta (270 horas), favoreceu o processo de biodegradação em meio aquoso (100 dias). Neste estudo constatou-se que o pró-degradante orgânico não apresentou efeitos toxicológicos ao solo, pois possibilitou o cultivo de plantas, através do desenvolvimento sadio das raízes. / Due to problems resulting from the inadequate disposal of polymeric waste, non-recyclable, especially those with short shelf life, as disposable diapers and sanitary napkins, the use of biodegradable polymers becomes an attractive and necessary alternative to minimize the generation of waste polymeric difficult degradation and, consequently, reduce the damage that they can cause to the environment. Conventional thermoplastic polymer containing in their composition pro-degrading agents may become biodegradable by the oxidative action of the additive which accelerates the cleavage of macromolecules, which leads to degradation by these microorganisms. In this study, two crates of polypropylene (PP), which are used in the manufacture of disposable materials, which were additivated with organic pro-degrading agent containing a 1,2-oxo-hydroxy group and their characteristics and properties were evaluated used were in an attempt to develop an environmentally biodegradable polymer. In order to compare the efficiency of organic additive, d2w®, pro-degradant additive already used in the commercial market, which has similar characteristics to the organic additive was used, however with the transition metal in their composition. This form of PP samples were additivated with 1, 2 and 3% of pro-degrading organic and commercial (d2w ®) and subjected to degradation by abiotic processes (natural and accelerated) and biotic (composting and biodegradation in an aqueous medium and soil). Monitoring of the degradation of the samples was monitored using techniques FTIR, DSC and SEM, Mv and quantification of CO2 generated. A sample of PP with pro-degrading commercial was more sensitive to thermodegradation, but the PP samples with pro-degrading organic had higher degradation. In both samples there was an increase in crystallinity after degradation due to the reduction of the molar mass and morphological modification of the surface of the test specimens due photodegradation (natural and accelerated) and biotic degradation. The abiotic degradation of samples of PP film by the action of ultraviolet radiation (270 hours), favored the biodegradation process in aqueous medium (100 days). In this study it was found that the organic pro-degrading soil showed no toxic effects, because it allowed the cultivation of plants, through the development of healthy roots.

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Orientador : Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-18T04:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bettini_SilviaHelenaPrado_M.pdf: 4248292 bytes, checksum: 420c838ef01dd89c47c63ef34d5f7056 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Devido a elevada demanda de materiais poliméricos na obtenção de produtos médico-cirúrgicos e da tendência mundial em direção à esterilização pela radiação gama, o presente trabalho constou da análise do comportamento de diversas formulações desenvolvidas quando submetidas a este tipo de radiação. Estas análises foram realizadas imediatamente após a exposição à radiação e durante o envelhecimento, às condições ambientais. As formulações desenvolvidas foram compostas de PP-isso/Ppat, à razões variantes, e de um bloqueador de radicais denominado Irganox 1010, que é um antioxidante fenólico, à concentração de 0,05%. Para estudo da influência do bloqueador de radicais no amarelamento das formulações, foi utilizado um segundo bloqueador de radicais, denominado Tinuvin 622, que é uma amina estericamente impedida, à concentração de 0,1%. Formulações constituídas de PP-isso/PEBD, à razões variantes, e Tinuvin 622 foram desenvolvidas com a finalidade de se avaliar a influêcia do PEBD no comportamento do PP-isso irradiado já que os dois polímeros têm diferentes comportamentos quando irradiados. Para o monitoramento do efeito da radiação nas amostras foram realizados testes de tensão-deformação, análises dos espectros de infravermelho, análises térmicas e coloriméticas. Verificou-se através dos resultados obtidos, que reticulações e cisões de cadeia são eventos que ocorrem simultânea e competitivamente durante a exposição à radiação. Observou-se um comportamento sinergético entre polipropileno atático e os bloqueadores de radicais. A degradação oxidativa foi observada para as amostras irradiadas durante o envelhecimento / Abstract: Due to a large demand for adequate utilization of polymeric materials esterilized by gamma rays in medical applications, in this work we studied different formulations based on isotactic polypropylene (iPP) in order to analyse its behavior under radiation. The formulations were based on mixtures of isotactic polypropylene and atactic polypropylene (at-PP), and a radical scavenger (Irganox 1010) at concentration of 0,05 %. The influence of the radical scavenger in the yellowing index of different formulations was studied with a second scavenger (Tinuvin 622) at concentration of 0,1 %. Formulations containing isotactic polypropylene and low density polyethylene were developed with Tinuvin 622, to investigate the effect of radiation on their characteristics, since these two homopolymers have significantly different properties when irradiated at low doses. The effect of radiation on the materials were evaluated through stress-strain curves, infrared spectra, thermal analysis and colorimetric measurements. Simultaneous crosslinking and chain scission occurred Sinergism between at-PP and radical scavenger was observed. Oxidative degradation was observed on irradiated samples submitted to aging after exposure / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Doctor en Química / Esta tesis está enfocada en la obtención de nanocompósitos basados en polipropileno (PP), utilizando nanoláminas de grafito (GNS) y nanopartículas de sílice como carga. Se incorpora GNS a matrices de distintos copolímeros de PP con alfa-olefinas de 6, 8 y 18 átomos de carbono, con el objetivo de lograr un comportamiento mecánico mejorado y además otorgar a los nanocompósitos las propiedades intrínsecas de GNS, como son la estabilidad térmica y conductividad eléctrica. Por otro lado, se utilizan nanopartículas de sílice mesoporosa como soporte del sistema catalítico de polimerización de propileno, con la finalidad de obtener nanocompósitos PP/sílice. La primera etapa consiste en el estudio de las reacciones de copolimerización utilizando el sistema catalítico metalocénico (Me2Si(Ind)2ZrCl2/MAO), donde se logra controlar la incorporación de los comonómeros y el peso molecular de los copolímeros. Posteriormente, se lleva a cabo la preparación de los nanocompósitos basados en estos copolímeros, adicionando GNS vía polimerización in situ. Los materiales obtenidos se caracterizan para estudiar la influencia de la carga y su concentración, principalmente sobre las propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas. Se observan cambios significativos en la temperatura de cristalización y aumentos de la estabilidad térmica en todos los materiales. Con respecto al comportamiento mecánico, los copolímeros de PP y 1-octadeceno, presentan mayores elongaciones a la ruptura que el resto de las matrices, permitiendo aumentar la concentración de carga adicionada, sin influir significativamente en su elasticidad. La conductividad eléctrica de los nanocompósitos alcanza valores que permite clasificarlos como materiales semiconductores. Además se prepara y caracteriza nanocompósitos con GNS vía mezcla en estado fundido, utilizando los copolímeros anteriormente sintetizados. Se estudia la influencia de diferentes tratamientos térmicos, específicamente, la velocidad de enfriamiento en la preparación de películas a partir del polímero fundido, lo que influye de manera importante en la cristalinidad y comportamiento mecánico de estos materiales. Con respecto a la utilización de sílice como carga, se estudia una nanopartícula del tipo mesoporosa (MCM-41). La metodología empleada para obtener los nanocompósitos es la catálisis heterogénea, ya que MCM-41 posee las características necesarias para ser utilizada como soporte de los catalizadores metalocenos. Así, la sílice actúa como soporte y carga simultáneamente, quedando dispersa en la matriz de PP. Se realiza un estudio de las metodologías de impregnación del catalizador metalocénico sobre las nanopartículas y la posterior polimerización de propileno. La optimización de diferentes parámetros durante la preparación del sistema heterogéneo, permite lograr una actividad catalítica adecuada para la obtención de nanocompósitos de PP/sílice, con diferentes concentraciones de carga, para finalmente evaluar el efecto que causan estas nanopartículas sobre las propiedades de esta matriz polimérica / This thesis is focused on the production of nanocomposites based on polypropylene (PP) using graphite nanosheets (GNS) and silica nanoparticles as fillers. GNS is incorporated in different PP copolymers with alpha-olefins of 6, 8 and 18 carbon atoms, in order to achieve an improved mechanical behavior and nanocomposites with intrinsic properties coming from GNS, such as thermal stability and electrical conductivity. Furthermore, mesoporous silica nanoparticles are used as support for catalyst and filler, for propylene polymerization, in order to obtain PP / silica nanocomposites. The first stage involves the study of the copolymerization reactions using the metallocene catalyst system (Me2Si(Ind)2ZrCl2/MAO), which is able to control the incorporation of comonomers as well as the molecular weight of the copolymers. Subsequently the preparation of nanocomposites based on these copolymers is performed, adding GNS via in situ polymerization. The materials obtained are characterized to study the influence of the filler concentration mainly on the thermal, mechanical and electrical properties of nanocomposites. Significant changes were observed in the crystallization temperature and the thermal stability of all materials. With respect to the mechanical performance, copolymers of PP and 1-octadecene exhibit higher elongation at break than other copolymers, even at high filler concentration without significantly change of elasticity. The electrical conductivity of the nanocomposite reached values corresponding to semiconductor materials. Furthermore, nanocomposites with GNS were prepared via melt blending and characterized using the above synthesized copolymers. The influence of different thermal treatments, specifically, the cooling rate on the preparation of films from molten polymer was studied, where a significant influence on the crystallinity and mechanical behavior of these materials was observed. With respect to the use of silica as filler, a mesoporous type nanoparticle (MCM-41) is studied. The methodology used for obtaining nanocomposites is heterogeneous catalysis since MCM-41 has the necessary characteristics to be used as support for metallocene catalysts. Thus, the silica acts as a support and simultaneously as filler, being dispersed in the PP matrix. A study of methods of impregnating the metallocene catalyst on the nanoparticles and the subsequent polymerization of propylene is performed. The optimization of different parameters during the preparation of heterogeneous system, can achieve adequate catalytic activity for the production of PP / silica nanocomposites with different filler concentrations, to finally evaluate the effect caused by these nanoparticles on the properties of the polymer matrix

El capítulo I es de introducción y el capítulo II para las nociones generales de la normalización. El capítulo III está dedicado a definiciones y conceptos generales para el control de la calidad. A continuación el Capítulo IV propone un método de normalización mediante la elaboración de documentos llamados Especificaciones técnicas para producto, materia prima e insumos y proceso. Las características que definen los productos antes mencionados son conmensurables y sirven entre otras cosas para replicar el producto estandarizado o normalizado como resultado del proceso productivo; este capítulo ofrece un prototipo de especificación técnica para ser usado como modelo y adaptado a la realidad de cada MYPE; adicionalmente presenta formatos que sirven para la implementación y gestión de normas técnicas en una MYPE. El capitulo V ingresa a lo que es propiamente la industria de polipropileno. Ofrece como referencia lo que suele ser el esquema de organización de una industria manufacturera de telas y sacos tejido plano con cinta de polipropileno mediante un organigrama para facilitar la visión integral de empresas de este rubro. Seguidamente presenta las fases que comprende el ciclo industrial en la industria de polipropileno. Describe y define las características de los productos: saco tejido plano con cinta de polipropileno, tela tejido plano con cinta de polipropileno y cinta de polipropileno. Al final de este capítulo se describe las características de la materia prima, los insumos (aditivos y agentes) y sus correspondientes aplicaciones. El Capítulo VI propone, describe y define el proceso productivo, de modo tal que no solo permite replicar el proceso en otra MYPE sino que además sirve para diseñar y aplicar un control de la calidad al proceso que garantice conseguir que el producto final cumpla con las especificaciones de calidad requeridas. El capitulo VII se menciona y describe en un lenguaje sencillo las principales inspecciones y ensayos que se aplican a los productos cinta o rafia de polipropileno, tela tejido plano con cinta de polipropileno y saco tejido plano con cinta de polipropileno y que ayudan a alcanzar el objetivo de calidad requerido. Se debe mencionar que muchas veces las telas y sacos de polipropileno son productos sustitutos de artículos que pertenecen al sector textil, por este motivo muchos de los ensayos son derivados de este sector. Adicionalmente tener presente que el saco tejido es un medio que se utiliza como envase, y que dependiendo del producto a envasar en algunos casos existen reglamentos técnicos que lo rigen como tal, como se puede leer, inclusive hasta en la característica de rotulado y que por su extensión no se incluyen en esta tesis por ser todo un capitulo aparte que invita a los interesados en ese tema a revisar información sobre impresiones flexográficas, cliché y etiquetado de sacos de PP, teniendo en consideración los materiales que van a contener los sacos, ya que algunas veces podría tratarse de alimentos y se deberá tener en consideración que las tintas, solventes y otros insumos que se usan en el rotulado o etiquetado de sacos sean aptos, no tóxicos y autorizados por la autoridad competente de cada país con la finalidad de garantizar la inocuidad del producto envasado. .La bibliografía detalla la información necesaria sobre las fuentes y se recomienda al lector que revise literatura referente y complementaria al tema de esta tesis. Finalmente, para los lectores que deseen profundizar sobre materias relacionadas directamente con el tema de esta tesis, se incluye apéndices que son de mucha ayuda y sobre todo facilitan información complementaria al tema normalización y control de la calidad en la industria de polipropileno. A manera de referencia al final de cada apéndice, se incluye bibliografía de los textos usados como fuente de información en general y no a manera de citas individuales.

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / La presente tesis doctoral se centra en el desarrollo de compuestos poliméricos de polipropileno (PP) con nanoestructuras de carbono, mediante mezclado en fundido. El interés principal radica en el desarrollo de materiales multifuncionales que presenten conductividad eléctrica, estabilidad térmica y elevadas propiedades mecánicas, para igualar o superar las propiedades de los nanocompuestos de PP con nanotubos de carbono (CNT), bajo las mismas condiciones de procesamiento, y de este modo poder obtener materiales económicamente más competitivos. Por tal razón, el objetivo de la tesis es analizar el efecto del tipo de estructura de carbono (CNT, grafito (G) y óxido de grafeno térmicamente reducido (TrGO)) sobre las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas de nanocompuestos de PP. Además, se estudia el efecto de un tratamiento térmico de recocido y de adicionar una segunda nanopartícula, sobre el desempeño de los nanocompuestos. Los resultados indican que la conductividad eléctrica depende fuertemente del tipo de relleno utilizado, lográndose obtener valores de conductividad eléctrica del orden de 10-3 S/m a concentraciones de sólo 2 y 4% en vol. de CNT o TrGO, respectivamente, mientras que en compuestos de PP con G, una conductividad similar se logra con concentraciones de 20% en vol. Del mismo modo, la estabilidad térmica de los nanocompuestos (a bajas concentraciones) es por lo menos 50 ºC superior que los microcompuestos con G. El módulo de Young de los compuestos bajo tracción se incrementó sustancialmente en relación al PP, para todas las partículas a base de carbono, mientras que la ductilidad disminuyó. Los resultados reológicos bajo condiciones de corte oscilatorio en estado fundido, mostraron que los materiales experimentan una transición de líquido a sólido en una concentración umbral que depende fuertemente del tipo de relleno usado, por ejemplo: 5% en vol. de CNT, 4% en vol. para TrGO, y 20% en vol. para G. Mediante un tratamiento térmico de recocido a los compuestos en estado fundido, la conductividad eléctrica se puede incrementar varios órdenes de magnitud, aunque depende del tipo de relleno y su concentración. Sin embargo, la estabilidad de los compuestos térmica no se ve afectada por el recocido. La conductividad eléctrica, estabilidad térmica y viscosidad de los compuestos de PP/TrGO puede incrementarse por la adición de CNT, obteniendo materiales híbridos con bajas concentraciones de CNT (que no superan el 1.5% en vol.), los cuales poseen propiedades superiores a las mezclas binarias, lo que se traduce en un ahorro económico significativo y facilidad en el procesamiento de este tipo de compuestos. Se estableció que las propiedades finales de un material nanocompuesto dependerán no sólo de la morfología del relleno, sino también del tamaño y el estado de dispersión dentro de la matriz.

Memoria para optar al título de Químico / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo en el Portal de Tesis Electrónicas / El objetivo de este estudio ha sido evaluar la evolución de las propiedades mecánicas y morfológicas de nanocompósitos a base de mezclas de polipropileno (PP) y un elastómero termoplástico, el copolímero estadístico de etileno-propileno (EPR), con nanopartículas provenientes de la modificación de tres diferentes arcillas naturales del tipo filosilicatos 2:1 de estructuras laminares. Los nanocompósitos se prepararon utilizando PP funcionalizado como EPR funcionalizado con ácido itacónico como compatibilizantes de las mezclas. Los compatibilizantes se prepararon mediante la copolimerización por injerto de ácido itacónico en estado fundido a 190 ºC usando peróxidos orgánicos como iniciador radical y antioxidantes apropiados en un mezclador discontinuo de tipo Brabender-Plasticorder. La incorporación del ácido itaconico a estos polímeros les proporcionan carácter polar. Los polímeros funcionalizados se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja para determinar la existencia y el porcentaje de injerto. Arcillas naturales como la montmorillonita, saponita y hectorita fueron modificadas orgánicamente mediante reacciones de intercambio catiónico y de intercalación usando cloruro de octadecilamina con el fin de modificar la superficie de dichas arcillas y aumentar la distancia interlaminar. Se utilizó la difracción de rayos- X para determinar la distancias interlaminares de las arcillas antes y después de su modificación con octadecilamina.

Nesta pesquisa, o comportamento de expansão do PP bem como de misturas com polímeros ramificados, a adição de nanotubos de haloisita (HNT) e de talco foi estudado. Polipropileno ramificado (LCBPP) bem como copolímero de etileno-octeno (POE) foi utilizado para aumentar a expansividade em mistura com LPP. Em seguida, a expansão dos corpos de prova foi realizada por moldagem por injeção e agente químico de expansão. O PP expandido exibiu alta densidade de células bem como colapso mesmas enquanto que a modificação com 20 partes por cem (pcr) de polipropileno com ramificação de cadeia (LCBPP) ou de copolímero de etileno-octeno (POE), aumentaram a homogeneidade de distribuição das células bem como reduziram o efeito de colapso. Por sua vez, a adição de talco ou HNT nas composições propostas, aumentou o efeito de nucleação de células da matriz, porém com maior intensidade nas composições de PP com os polímeros ramificados. Apesar da adição de talco ter resultado no aumento superior em termos de densidade de células, a adição de 3 pcr de HNT reduziu a condutividade térmica do material expandido em 13%. Adicionalmente, a presença da carga na matriz aumentou a Tc bem como resultou em leve aumento nas propriedades dinâmica-mecânica medidas por DMTA. Dentre as composições propostas, a adição de POE na matriz de PP resultou em menor propriedade mecânica, térmica e morfológica, pois esta mistura é imiscível e assim apresentou baixa capacidade de expansão. Adicionalmente, as melhorias em termos de nucleação, para estas composições, tiveram pouco efeito na morfologia, a qual resultou na degradação das propriedades mecânicas e de isolamento térmico. Na tentativa de aumentar a densidade de células bem como a expansividade da matriz de PP/POE com maior massa molar, foram desenvolvidas composições utilizando HNT e sorbitol conjugados como agentes de nucleação. Como resultado houve aumento da eficiência de nucleação, porém a baixa propriedade reológica da matriz não favoreceu a expansividade das composições. Dessa forma, não houve ganho em termos de propriedades mecânicas ou físicas para estas composições. Assim, foi possível concluir que além de agentes de nucleação, é necessário que a matriz apresente propriedades reológicas suficientes para resultar em bom balanço entre expansividade, densidade e homogeneidade na distribuição de tamanho das células. / In this research, the foaming behavior of polypropylene (PP) blended with ramified polymers and the use of halloysite and talc as nucleating agent is studied. The ramified PP (LCBPP) and ethylene-octene copolymer (POE) was used to improve expansion ratio of the PP. Subsequent foaming experiments were conducted using chemical blowing agent (CBA) in injection molding processing. PP foam exhibited high cell density and cell size as well as a collapsing effect, whereas the blend with ramified polymer showed reduction of the collapsing and increases the homogeneous cell size distribution. The introduction of a small amount of HNT or talc as nucleating agent in the blend improved the foaming behavior of the matrix, with a uniform cell structure distribution in the resultant foams. Although the addition of talc showed increasing in terms of the cell density, the use of 3 pcr of HNT reduced the thermal conductivity of the expanded material around 13%. In addition, the presence of filler increased Tc and slightly increased dynamic-mechanical properties measured by DMTA. Among the compositions studied, the use of POE in the LPP matrix, showed reduction of the mechanical, thermal and morphological properties due to the low expansion ratio resulted by the incompatibility between the LPP and POE. Additionally, the improvements in terms of the cell nucleation in the blends of PP with POE resulted in lower nucleating effect in which the degradation of the mechanical and insulation properties occurred. In attempt to improve cell density as well as cell morphology, new compositions were developed using higher molecular weight polymers. The polymers used were a mixture between PP, POE and HNT and sorbitol as nucleating agent. Although improvements of the nucleation efficiency, the lack of strain hardening presented by the polymers did not improve cell morphology. As a result, the collapsing effect governed the expansion behavior in these formulations. It was concluded that, besides the use of the nucleating agent, it’s necessary to use polymers with rheological properties such as strain hardening to achieve a better performance in terms of the cell nucleation as well as expansion ratio.

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.