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Previous issue date: 2017-02-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo do comportamento reol?gico, mec?nico e microestrutural da blenda poli(metacrilato de metila)/policarbonato (PMMA/PC), utilizando um PMMA com part?culas elastom?ricas at? a invers?o de fase. A prepara??o da blenda PMMA/PC foi feita em extrusora rosca simples e rosca dupla co-rotacional, com posterior moldagem por inje??o. As mudan?as nas caracter?sticas f?sicas e qu?micas do policarbonato foram analisadas por viscosimetria e por espectroscopia de absor??o no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), antes e ap?s o processamento. As caracteriza??es mec?nicas foram realizadas por ensaio de tra??o uniaxial e impacto Izod. Os ensaios reol?gicos foram feitos por medidas de ?ndice de fluidez (MFI) e reometria capilar. Para a an?lise microestrutural da blenda polim?rica foram utilizados microscopia de for?a at?mica (AFM) e microscopia eletr?nica de varredura (MEV). A temperatura de in?cio de decomposi??o t?rmica foi determinada por an?lise termogravim?trica (TG). Os resultados do MFI nas condi??es de processamento indicaram maior fluidez do policarbonato e que, entre todas as composi??es estudadas, a maior parte delas apresentou maior valor de MFI para os materiais processados em extrusora rosca dupla. Por reometria capilar dos materiais sem processamento, observou-se menor varia??o da viscosidade do PC em fun??o do aumento da taxa de cisalhamento. Por TG, foi verificada maior temperatura de in?cio de degrada??o para o PC, mas o processamento alterou mais a estabilidade t?rmica desse pol?mero do que para o poli(metacrilato de metila). As medidas de viscosidade intr?nseca do policarbonato indicaram uma poss?vel degrada??o por cis?o de cadeias, ap?s o processamento, devido a diminui??o da massa molar do material. Por FTIR, n?o foram identificadas bandas distintas para o PC antes e ap?s o processamento. A caracteriza??o mec?nica por tra??o uniaxial revelou maior resist?ncia m?xima ? tra??o, maior m?dulo de elasticidade e maior alongamento na ruptura para o policarbonato e que a compatibilidade da blenda PMMA/PC variou com a concentra??o de PC, sendo observadas algumas composi??es que apesentaram sinergismo nas propriedades. Por resist?ncia ao impacto Izod, foi constatada a elevada resist?ncia ao impacto do PC, quando comparado ao PMMA, mas a adi??o de 20% em massa de PC na matriz de PMMA elevou de forma significativa a resist?ncia ao impacto da blenda PMMA/PC. Pela an?lise morfol?gica por AFM, foi poss?vel visualizar a presen?a de part?culas elastom?ricas esf?ricas com tamanho m?dio de cerca de 182 ? 20 nm no PMMA, distribu?das de forma uniforme ao longo de sua microestrutura; enquanto o PC apresentou apenas uma fase homog?nea. Para a blenda PMMA/PC, verificou-se a presen?a de duas fases bem definidas ao longo de todas as composi??es, e houveram ind?cios de morfologia com caracter?sticas de co-continuidade para as composi??es entre a 70/30 e 50/50, tanto para os materiais processados em extrusora rosca simples quanto em rosca dupla. No que diz respeito as propriedades mec?nicas da blenda PMMA/PC, as composi??es com maior percentual de PMMA foram as que apresentaram melhores resultados de alongamento na ruptura e resist?ncia na ruptura, com propriedades intermedi?rias de resist?ncia ao impacto Izod. Na invers?o de fases, por sua vez, os resultados seguiram as caracter?sticas do policarbonato, n?o havendo ganhos significativos de propriedades. / The aim of this work was to study the rheological, mechanical and microstructural behavior of poly (methyl methacrylate)/polycarbonate (PMMA/PC) blends using a PMMA with elastomeric particles until phase inversion. The PMMA/PC blends were processed in single screw extruder and co-rotational twin screw extruder, with subsequent injection molding. The changes in the physical and chemical characteristics of the polycarbonate were analyzed by viscosimetry and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) before and after processing. The mechanical characterizations were performed by uniaxial tensile test and Izod impact. The rheological tests were done by melt flow index (MFI) and capillary rheometry. Microstructural analysis of the polymer blends was performed using atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). The thermal degradation temperature was determined by thermogravimetric analysis (TGA). The results of the MFI in the processing conditions indicated a higher flowability of the polycarbonate among all the studied compositions; most of them present higher value of MFI for the materials processed in twin screw extruder. In the capillary rheometry of the unprocessed materials a lower PC viscosity variation was observed as a function of the shear rate increase. TGA showed a higher degradation onset temperature for the PC, but the processing altered the thermal stability of that polymer more than for poly (methyl methacrylate). The intrinsic viscosity measurements of the polycarbonate indicated a possible degradation by chain scission after processing due to the decrease in the molar mass of the material. The FTIR did not identify distinct bands for the PC before and after the processing. The mechanical characterization by uniaxial tensile revealed higher tensile strength, higher modulus of elasticity and greater elongation at break for polycarbonate, and the compatibility of PMMA/PC blends varied with PC concentration, with some compositions that showed synergism in the properties. Izod impact strength showed a high PC impact strength when compared to PMMA, but the addition of 20 wt% of PC in the PMMA matrix significantly increased the impact strength of PMMA/PC blends. The morphological analysis by AFM visualized the presence of spherical elastomeric particles with an average size of about 182 ? 20 nm in the PMMA, evenly distributed along its microstructure, while the PC presented only one homogeneous phase. The PMMA/PC blend showed two well-defined phases throughout all the compositions, and showed evidence of morphology with co-continuity characteristics for the compositions between 70/30 and 50/50 wt%, both for the materials processed in single screw extruders as well as twin screw extruders. The compositions with the highest percentage of PMMA in the PMMA/PC blends were the ones with the best results of rupture strength and elongation at break, and the Izod impact resistance showed intermediate properties. The results in the phase inversion followed the characteristics of the polycarbonate, not showing significant gains of properties.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/23381 |
| Date | 13 February 2017 |
| Creators | Macedo, Thatiana Cristina Pereira de |
| Contributors | 40405036191, http://lattes.cnpq.br/7249500407405478, Balaban, Ros?ngela de Carvalho, 65946499734, http://lattes.cnpq.br/7711521318854102, Ueki, Marcelo Massayoshi, 08442023801, http://lattes.cnpq.br/2893590781444170, Ito, Edson Noriyuki |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM CI?NCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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