ANÁLISE DO PROCESSAMENTO DE MISTURAS
PVDF/PMMA
Estevão Freire1, Elisabeth E. C. Monteiro2, Victor J.R.R. Pita2, Otavio Bianchi1, Madalena C. Forte3*, Regina C.
R. Nunes2
1
Depto. de Engenharia Química da UCS, CP. 1352, 95.001-970 Caxias do Sul/RS – [email protected]; 2Instituto de
Macromoléculas da UFRJ, C.P.68.525, Rio de Janeiro/RJ – [email protected]; 3Escola de Engenharia - Av. Bento
Gonçalves, 9500 - Setor 4, Prédio 74 – sala 211 - Campus da UFRGS, Porto Alegre/RS – [email protected]
Processing analysis of PVDF/PMMA blends
The rheological properties of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) blends at
different compositions were evaluated in this work. The blends were melt mixed in a Rheomix 600, Haake mixing
chamber. The materials were mixed in proportions of 0, 20, 40, 60, 80 and 100wt% of PVDF, at 190oC, during 20
minutes, using rotor speeds of 30, 60 and 100 rpm. The blends processed at higher rotor speeds presented higher values
of mechanical specific energy. The homogenization times for blends with PMMA content greater than 20% processed at
60 and 100 rpm were practically constant, considering the experimental error. The increase of the blending speed
promoted a reduction of the mixture homogenization blending time and an increase of the mechanical specific energy.
mistura do tipo Rheomix 600 com rotores do tipo
“roller”, acoplada ao Reômetro de Torque Rheocord
Introdução
Misturas de PVDF/PMMA têm sido alvo de
9000, Haake. O processamento dos polímeros puros e
numerosas patentes nos últimos anos, cujos objetivos
das misturas foi realizado a 190ºC, utilizando
têm sido a obtenção de materiais com alto desempenho
velocidades de rotor iguais a 30, 60 e 100 rpm. A
quanto à resistência química, propriedades ópticas [1],
energia mecânica consumida no processamento das
e para uso em revestimentos [3-6].
misturas foi calculada segundo a seguinte expressão
A mistura PVDF/PMMA é miscível no estado
[11]:
amorfo, isto é, acima do ponto de fusão do PVDF, em
torno de 170oC. Com a diminuição da temperatura, o
E m = 2π .N .TT
(1)
PVDF cristaliza a partir do fundido, se estiver presente
na mistura em concentrações acima de 50%, formando
onde N é a rotação e TT é o torque total produzido no
desta forma um sistema de duas fases consistindo de
processo.
uma fase cristalina, onde o PVDF está presente e uma
fase amorfa, onde estão presentes o PVDF e PMMA.
A energia mecânica específica (Esp) foi
[5,7-9].
calculada
como sendo o quociente da energia mecânica
A reometria de torque é uma técnica de
total
pela
massa
da mistura (m):
caracterização reológica que prevê a processabilidade
de um material polimérico, durante um determinado
E
intervalo de tempo a uma determinada temperatura,
E sp = m
(2)
tendo como variáveis a velocidade da mistura e o tipo
m
de rotor. Uma das principais aplicações é a otimização
O tempo de homogeneização das misturas foi
do processamento por extrusão [10]. Estes estudos
calculado a partir da diferenciação da curva torque
podem ser utilizados para estabelecer as condições
versus tempo, onde considerou-se o tempo após o
ótimas de processamento e para o desenvolvimento de
carregamento do material no qual a derivada da curva é
morfologias que maximizem o desempenho das
igual a zero.
misturas [11].
Estudos reológicos semelhantes foram
Resultados e Discussão
realizados em sistemas poli(cloreto de vinila)
(PVC)/plastificantes, policarbonato/poli(óxido de
Avaliação da processabilidade
etileno) e policarbonato/copolímero acrilonitrilaA Figura 1 mostra as curvas de torque versus
butadieno-estireno (ABS) [11-13].
tempo das misturas realizadas a 60 rpm.
Experimental
As análises de reometria de torque foram
realizadas utilizando PVDF puro (Atofina, Kynar 740),
PMMA puro (Atofina, V052), doados por Autotravi
Borrachas e Plásticos Ltda. e misturas com 20, 40, 60 e
80%, em peso, de PMMA. Foi utilizada a câmara de
225
80
70
60
Torque (N.m)
Os valores mais elevados de energia mecânica
específica das misturas foram alcançados quando
foram utilizadas velocidades de rotação maiores no
processamento destas. Entretanto, para cada mistura, os
valores de energia mecânica específica praticamente
não sofreram alteração.
Pode ser observado na Figura 3 que a partir da
adição de 20% de PMMA, em peso, o valor do tempo
de homogeneização não sofreu alteração, considerando
o erro de medida, quando foram utilizadas velocidades
de rotação maiores na câmara de mistura. Com o
aumento do teor de PMMA na mistura, ocorre uma
aproximação dos tempos de homogeneização nas três
velocidades estudadas. Nas misturas feitas a 30 rpm
são obtidos tempos maiores de homogeneização para
baixos teores de PMMA. Portanto, o aumento da
velocidade de rotação promove uma redução dos
tempos de homogeneização das misturas devido à
maior energia fornecida ao sistema pela ação do
cisalhamento.
PMMA/PVDF 0/100
PMMA/PVDF 20/80
PMMA/PVDF 40/60
PMMA/PVDF 60/40
PMMA/PVDF 80/20
PMMA/PVDF 100/0
50
40
30
20
10
60 rpm
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Tempo (s)
Figura 1 - Curvas de torque versus tempo para composições
processadas a 60 rpm.
As misturas feitas a 30 e 100 rpm
apresentaram comportamento semelhante ao mostrado
na Figura 1.
A Figura 2 mostra o efeito do teor de PMMA
sobre a energia mecânica específica do processamento
das misturas PVDF/PMMA a 30, 60 e 100 rpm e a
Figura 3 sobre o tempo de homogeneização das
misturas.
Conclusões
As misturas realizadas a velocidades de
rotação maiores apresentaram maiores valores de
energia mecânica específica. A partir de 20%, em peso,
de PMMA, os tempos de homogeneização das misturas
realizadas a 60 e 100 rpm se mantiveram praticamente
constantes, considerando o erro de medida. As misturas
feitas a velocidades de rotação maiores apresentaram
menores tempos de homogeneização, devido ao maior
cisalhamento imposto ao sistema.
Energia mec. esp. (kJ/kg)
150000
120000
90000
60000
Agradecimentos
Os autores agradecem à Autotravi Borrachas e
Plásticos Ltda. pela doação dos materiais usados neste
trabalho.
30 rpm
60 rpm
100 rpm
30000
0
20
40
60
80
Referências Bibliográficas
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M. C. V. Amorim,. Polym. Test., 2000, 19, 321-327.
100
Teor de PMMA (%)
Figura 2 – Efeito do teor de PMMA sobre a energia mecânica
específica das composições PVDF/PMMA processadas a 30, 60 e
100 rpm.
Tempo de homogeneização (s)
240
30 rpm
60 rpm
100 rpm
220
200
180
160
140
120
100
80
0
20
40
60
80
100
Teor de PMMA (%)
Figura 3 – Efeito do teor de PMMA sobre o tempo de
homogeneização das misturas processadas.
Anais do 8o Congresso Brasileiro de Polímeros
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