O uso de aditivos de fontes alternativas aos petroquímicos tem atraído o interesse de muitas pesquisas acadêmicas e aplicadas. Os insumos como óleo de soja possuem grande potencialidade na modificação de polímeros. No entanto, muitas vezes é necessário a realização de reações de modificações desses insumos para aumentar o grau de compatibilidade ou realizar alguma reação específica. Neste trabalho, foi avaliado o processamento reativo da poliamida 6 (PA 6) com óleo de soja modificado com anidrido maleico (SOMA). As misturas foram processadas utilizando as proporções mássicas de PA6/SOMA 100/0, 99/1 e 95/5 em extrusora de duplo fuso (L/D 32) em uma faixa de temperatura de 230-260ºC. Os experimentos espectroscópicos, químico, cromatográfico e titulométricos mostraram que aproximadamente 1 mol de anidrido maleico reagiu com 1 mol de óleo de soja. O número de grupos terminais aminas reduziu com a adição de SOMA de 2,38x10-5 para 1,37x10-5, já o índice de viscosidade aumentou de 220,0 para 276,9, o que indica que ocorreu a reação entre o SOMA e PA6 que pode ser comprovada pelas novas bandas de FTIR (1769, 1742 e 1716 cm-1) e também pela não extração seletiva do óleo modificado. A adição de óleo de soja modificado aumentou significativamente a cristalinidade da PA6 contribuindo para aumento da fração de fase . No entanto, a adição de SOMA não aumentou o tamanho da lamela da PA6, mas somente a quantidade de lamelas formadas. Esse aditivo contribuiu para aumento da região de transição entre a porção amorfa e cristalina que passou de 1,23 para 1,33nm com 5% de SOMA. O óleo de soja modificado atua tanto como plastificante quanto como lubrificante da PA6, pois causa pequena redução na temperatura de transição vítrea (de -60 para -64ºC) e o módulo de armazenamento. Em relação ao comportamento reológico, as amostras possuem um comportamento pseudoplástico. Em taxas de cisalhamento acima de 100s-1 ocorre uma redução abrupta de viscosidade com um aumento da quantidade de óleo de soja modificado. A tensão máxima de tração (seca e hidratada) diminui linearmente com a adição de SOMA. As propriedades mecânicas mostram um aumento muito expressivo na deformação e na tenacidade para amostra com 1% de SOMA, obtendo-se valores até quatro vezes maiores em relação ao material não aditivado. O material desenvolvido a partir de uma poliamida 6 e óleo de soja modificado apresentou propriedades muito interessantes, que estão relacionadas com a quantidade de fase organizada que é formada em elevadas temperaturas pela redução local de viscosidade do sistema. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-01T18:29:50Z
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Dissertacao Juliano Roberto Ernzen.pdf: 5203398 bytes, checksum: c7d1a8d59a9208b5a35137bfbe8d529e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-01T18:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertacao Juliano Roberto Ernzen.pdf: 5203398 bytes, checksum: c7d1a8d59a9208b5a35137bfbe8d529e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / The use of additives from alternative sources to petrochemical has attracted the interest of many academic researches and applications. The inputs as soybean oil have great potential in the polymer modification. However, it is often necessary to carry out reactions of modifications of these inputs to increase the degree of compatibility or perform some specific reaction. In this study, it was evaluated the reactive processing of polyamide 6 (PA6) with soybean oil modified with maleic anhydride (SOMA). The mixtures were processed using the mass proportions of PA6/SOMA: 100/0, 99/1 and 95/5 in twin-screw extruder (L/D 32) in a temperature range of 230-260ºC. The spectroscopic, chemical, chromatographic and titration experiments showed that about 1 mole of maleic anhydride reacted with 1 mole of soybean oil. The number of terminal amine groups reduced by adding SOMA of 2.38x10-5 to 1.37x10-5, the viscosity index increased from 220.0 to 276.9 indicating that the reaction occurred between SOMA and PA6 that can be
proven by new bands in the FTIR (1769, 1742 and 1716 cm-1) and also by the non-selective extraction of the modified oil. The addition of modified soybean oil significantly increased the crystallinity of PA6 contributing to the increase of the phase α fraction. However, the addition of SOMA has not increased the size of the lamella of PA6, but only the amount of lamellas formed. This additive contributed to increase the transition region between the amorphous and crystalline portion from 1.23 to 1.33nm with 5wt.% of SOMA. The modified soybean oil acts as a plasticizer and as a lubricant of the PA6, because it causes little reduction in glass transition temperature (from -60 to -64ºC) and storage modulus. Regarding the rheological behavior, the samples have a pseudoplastic behavior. At shear rates above 100s-1 occurs an abrupt reduction in viscosity with an increasing amount of modified soybean oil. The maximum tensile strength (dry and hydrated) decreases linearly with the addition of SOMA. The mechanical properties show a very significant increase in deformation and tenacity for sample with 1wt.% of SOMA yielding values up to four times higher when compared to the material without additive. The material developed from a modified polyamide 6 and soybean oil showed very interesting properties, which are related to the amount of organized phase which is formed at elevated temperatures by local reduction of viscosity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:vkali40.ucs.br:11338/1022 |
| Date | 15 June 2015 |
| Creators | Ernzen, Juliano Roberto |
| Contributors | Soares, Rosane Michele Duarte, Aguzzoli, Cesar, Catafesta, Jadna, Bianchi, Otávio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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