13º Congresso Brasileiro de Polímeros
18 e 22 de Outubro de 2015
Natal - RN - Brasil
ESTABILIZAÇÃO DURANTE O PROCESSAMENTO DE NANOCOMPÓSITOS
PBAT/ARGILA ORGANOFÍLICA
Lindembergue P. C. Júnior1 (IC), Anna Raffaela M. Costa* 2 (D), Eduardo L. Canedo3 , Laura H. de Carvalho1 .
1 - Universidade Federal de Campina Grande – UFCG, Campina Grande – PB, 2 - Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de
Materiais– PPgCEM/UFRN, Natal – RN, 3 – Instituto de Tecnologia de Pernambuco – ITEP, Recife – PE.
Endereço: Av. Sen. Salgado Filho, 3000, CEP: 59078-970, Natal - RN. e-mail: [email protected]; [email protected]**
Resultados
Introdução
Joncryl
Argila C20A
100
80
Mass (%)
60
40
20
0
0
200
400
600
800
1000
Temperature (°C)
Fig. 2 Análise Termogravimétrica do aditivo Joncryl e da Argila C20A
90
260
70
60
50
40
30
20
240
Temperatura [°C]
PBAT Puro
PBAT+ C20A 1 %
PBAT+ C20A 1 % + Joncryl 2 %
PBAT+ C20A 1 % + Joncryl 4 %
PBAT+ C20A 1 % + Joncryl 8 %
80
Torque [Nm]
Diversos materiais e processos têm sido investigados na tentativa de se buscar
soluções ambientalmente mais favoráveis à poluição causada pela produção e
descarte de produtos plásticos. Uma das alternativas para redução desse tipo de
impacto ambiental é o uso dos biopolímeros, especialmente daqueles que, além
de oriundos de fontes renováveis, também são biodegradáveis.
Outra área de interesse que também tem se destacado é a do desenvolvimento
de nanocompósitos poliméricos; uma classe de materiais híbridos compostos
por substâncias inorgânicas com dimensões nanométricas dispersas em
matrizes poliméricas e que, em baixos níveis de carregamento, apresentam
propriedades equivalentes ou superiores às de compósitos convencionais. A
incorporação de carga provoca modificações nas propriedades dos polímeros e
a utilização permite o melhoramento das propriedades de barreira, estabilidades
térmica e dimensional, retardância de chama e das propriedades mecânicas [2].
Este trabalho tem por objetivo estudar nanocompósitos de PBAT/Argila
organofílica, que foram aditivados com um oligômero multifuncional estirênicoacrílico-epóxi (Joncryl POLYAD PR 002) comercializado como extensor de
cadeia para polímeros de condensação.
220
200
PBAT Puro
PBAT + C20A 1 %
PBAT + C20A 1 % + Joncryl 2 %
PBAT + C20A 1 % + Joncryl 4 %
PBAT + C20A 1 % + Joncryl 8 %
180
10
160
0
Experimental
-10
0
2
4
6
8
10
12
14
140
16
0
2
4
Tempo [min]
6
8
10
12
14
16
Tempo [min]
Fig. 3. Torque vs tempo e temperatura vs tempo do PBAT puro, PBAT/Argila
Organofílica 1% e , PBAT/Argila Organofílica 1%/Joncryl nos teores de 2, 4 e 8%, na
temperatura de 230°C.
Reômetro de torque
(250°C, 60 rpm, 15
min)
260
70
Torque [Nm]
50
PBAT/Joncryl
PBAT/ Argila C20A
PBAT/Argila C20A/Joncryl
40
240
5%
5% + Joncryl 2%
5% + Joncryl 4%
5% + Joncryl 8%
Temperatura [°C]
PBAT Puro
PBAT+ C20A
PBAT+ C20A
PBAT+ C20A
PBAT+ C20A
60
30
20
10
220
200
PBAT Puro
PBAT + C20A 5 %
PBAT + C20A 5 % + Joncryl 2 %
PBAT + C20A 5 % + Joncryl 4 %
PBAT + C20A 5 % + Joncryl 8 %
180
160
0
140
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0
2
Argila organofílica
Cloisite 2A(1 e 5%)
PBAT
DRX, TGA
TGA
Resultados
4000
3500
Intensidade (u.a.)
3000
6
8
10
12
14
16
Tempo [min]
Tempo [min]
Aditivo extensor de
cadeia (Joncryl 2,4 e
8%)
4
Fig. 4. Torque vs tempo e temperatura vs tempo do PBAT puro, PBAT/Argila
Organofílica 5% e , PBAT/Argila Organofílica 5%/Joncryl nos teores de 2, 4 e 8%, na
temperatura de 230°C.
Conclusão
As curvas de torque x temperatura foram analisadas e mostraram ser
reprodutíveis para cada sistema individual. Os resultados indicam que nos
sistemas processados, a aditivação (nos níveis testados) não somente
compensou a discreta degradação da resina durante o processamento no
misturador interno, mas resultou no aumento líquido da massa molar. Acreditase que em altas temperaturas de processamento o extensor de cadeia seja
capaz de atuar de forma mais efetiva. Por outro lado, elevadas temperaturas
também levam a uma maior degradação do polímero. Portanto, em tempos
longos de processamento (>10 minutos) a degradação volta a predominar e a
massa molar do sistema (e, portanto a viscosidade) tende a diminuir.
Referências
Cloisite 20A
[1]Bordes, P.; Pollet, E.; Averous. L. Nano-biocomposites: Biodegradable
polyester/nanoclay systems: Progress in Polymer Science 34, 125–155, 2009.
[2]Esteves, A.C.C.; Barros-Timmons, A.; Trindade, T.. Nanocompósitos de Matriz
Polimérica: Estratégias de Síntese de Materiais Híbridos, Química Nova, v. 27, n.
5, pp. 798-806, 2004.
2500
2000
1500
1000
500
Agradecimentos
0
2
4
6
8
10
12
2(°)
Fig. 1. Difratograma da argila Cloisite 20A.