Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moraes, W. G. B.
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
Texto Completo: https://doi.org/10.31414/EM.2022.D.131530
https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4606
Resumo: O polietileno reticulado (XLPE) é utilizado principalmente como revestimento e isolante de fios e cabos elétricos. Por conta das ligações cruzadas neste material, a reciclagem por fusão se torna inviável e resíduos deste são incinerados ou encaminhados a aterros. Trabalhos anteriores concluíram que a adição de XLPE em PE e PP, termoplásticos commodities, aumentaram a sua resistência ao impacto. Estudou-se então a incorporação do XLPE em um termoplástico de engenharia, a poliamida 12, utilizando-se um agente compatibilizante comercial, polietileno enxertado com anidrido maleico (PE-g-MA), e resíduos de dois ionômeros como candidatos a agente compatibilizante: Surlyn® e Sentryglas®. Para isto, desenvolveram-se formulações com 20% em massa de XLPE e 0, 2, 4 e 8% em massa de cada compatibilizante. As formulações foram obtidas em extrusora dupla rosca corrotacional com a injeção posterior de corpos de prova, os quais foram submetidos a testes de tração, impacto, flexão e temperatura de deflexão térmica (HDT). Foram realizados também ensaios para determinação do tamanho das partículas do XLPE, calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX), índice de fluidez e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de DSC mostraram que a adição do XLPE e dos agentes compatibilizantes reduziu o grau de cristalinidade da PA12. As análises morfológicas evidenciaram adesão pobre entre PA12 e XLPE. As micrografias das formulações com PE-g-MA mostraram melhora na adesão da matriz e a fase dispersa, o que não foi observado com a adição dos ionômeros. Os ensaios mecânicos corroboraram o observado nas imagens geradas por MEV, ou seja, a falta de adesão faz com que a adição do XLPE reduza fortemente as propriedades mecânicas, com exceção da resistência ao impacto, que aumentou 120% comparada à formulação sem XLPE. A adição do PE-g-MA resultou em certa recuperação de algumas propriedades como resistência à tração, alongamento na ruptura e um aumento adicional de 8% em comparação à formulação sem compatibilizante. A adição dos ionômeros causou redução na maioria das propriedades em comparação com o composto sem compatibilização
id FEI_a2443577964dbcb422d05ac4a879b0a7
oai_identifier_str oai:repositorio.fei.edu.br:FEI/4606
network_acronym_str FEI
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
repository_id_str https://repositorio.fei.edu.br/oai/request
spelling Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercialPoliamidaCompatibilizaçãoIonômerosO polietileno reticulado (XLPE) é utilizado principalmente como revestimento e isolante de fios e cabos elétricos. Por conta das ligações cruzadas neste material, a reciclagem por fusão se torna inviável e resíduos deste são incinerados ou encaminhados a aterros. Trabalhos anteriores concluíram que a adição de XLPE em PE e PP, termoplásticos commodities, aumentaram a sua resistência ao impacto. Estudou-se então a incorporação do XLPE em um termoplástico de engenharia, a poliamida 12, utilizando-se um agente compatibilizante comercial, polietileno enxertado com anidrido maleico (PE-g-MA), e resíduos de dois ionômeros como candidatos a agente compatibilizante: Surlyn® e Sentryglas®. Para isto, desenvolveram-se formulações com 20% em massa de XLPE e 0, 2, 4 e 8% em massa de cada compatibilizante. As formulações foram obtidas em extrusora dupla rosca corrotacional com a injeção posterior de corpos de prova, os quais foram submetidos a testes de tração, impacto, flexão e temperatura de deflexão térmica (HDT). Foram realizados também ensaios para determinação do tamanho das partículas do XLPE, calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX), índice de fluidez e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de DSC mostraram que a adição do XLPE e dos agentes compatibilizantes reduziu o grau de cristalinidade da PA12. As análises morfológicas evidenciaram adesão pobre entre PA12 e XLPE. As micrografias das formulações com PE-g-MA mostraram melhora na adesão da matriz e a fase dispersa, o que não foi observado com a adição dos ionômeros. Os ensaios mecânicos corroboraram o observado nas imagens geradas por MEV, ou seja, a falta de adesão faz com que a adição do XLPE reduza fortemente as propriedades mecânicas, com exceção da resistência ao impacto, que aumentou 120% comparada à formulação sem XLPE. A adição do PE-g-MA resultou em certa recuperação de algumas propriedades como resistência à tração, alongamento na ruptura e um aumento adicional de 8% em comparação à formulação sem compatibilizante. A adição dos ionômeros causou redução na maioria das propriedades em comparação com o composto sem compatibilizaçãoCross-linked polyethylene (XLPE) is primarily used as a coating and insulator for electrical wires and cables. Due to the cross-links in this material, recycling through remelting is unfeasible, and waste from this material is usually incinerated or sent to landfills. Previous investigations have shown that adding XLPE to PE and PP, commodity thermoplastics, increased their impact strength. Hence, the incorporation of XLPE in an engineering thermoplastic, polyamide 12, was studied using a commercial compatibilizer, maleic anhydride grafted polyethylene (PE-g-MA), as well as residues of two ionomers as potential compatibilizer: Surlyn® and Sentryglas ®. Therefore, formulations have been prepared to contain 20 wt% XLPE with 0, 2, 4, and 8 wt% of each compatibilizer. These formulations have been obtained using a co-rotating twin-screw extruder. Subsequently, test specimens were injection molded and subjected to tensile, impact, bending, and heat distortion temperature (HDT) tests. In addition, particle size analysis of the micronized XLPE was carried out, as well as differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), X ray diffraction (XRD), melt flow testing, and scanning electron microscopy (SEM) analysis. DSC results showed that the addition of both XLPE and the compatibilizers reduced PA12 crystallinity. Morphological analyses revealed poor adhesion between polyamide 12 and XLPE. The micrographs of the formulations with PE-g-MA showed improvement in the adhesion of the polymer matrix and the dispersed phase. The same effect was not observed when the ionomers were added as compatibilizers. The mechanical tests corroborated observations in SEM analysis, that is, the lack of adhesion when XLPE is added strongly reduces the mechanical properties, except for impact strength, which increased by 120% compared to the formulation without XLPE. When adding PE-g-MA as a compatibilizer, some recovery in properties was achieved, such as in tensile strength, elongation at break, and an additional 8% increase in impact strength. The addition of ionomers caused a reduction in most properties in relation to the compound without compatibilizerCentro Universitário FEI, São Bernardo do CampoBonse, B. C.Moraes, W. G. B.2022-10-09T18:55:33Z2022-10-09T18:55:33Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMORAES, W. G. B. <b> Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): </b> propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial. 2022. 172 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EM.2022.D.131530.https://doi.org/10.31414/EM.2022.D.131530https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4606porpt_BRMateriais e Processosreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEIinstname:Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)instacron:FEIinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-03-14T13:05:41Zoai:repositorio.fei.edu.br:FEI/4606Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://sofia.fei.edu.br/pergamum/biblioteca/PRIhttp://sofia.fei.edu.br/pergamum/oai/oai2.phpcfernandes@fei.edu.bropendoar:https://repositorio.fei.edu.br/oai/request2023-03-14T13:05:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI - Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)false
dc.title.none.fl_str_mv Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
title Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
spellingShingle Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
Moraes, W. G. B.
Poliamida
Compatibilização
Ionômeros
title_short Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
title_full Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
title_fullStr Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
title_full_unstemmed Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
title_sort Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial
author Moraes, W. G. B.
author_facet Moraes, W. G. B.
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bonse, B. C.
dc.contributor.author.fl_str_mv Moraes, W. G. B.
dc.subject.por.fl_str_mv Poliamida
Compatibilização
Ionômeros
topic Poliamida
Compatibilização
Ionômeros
description O polietileno reticulado (XLPE) é utilizado principalmente como revestimento e isolante de fios e cabos elétricos. Por conta das ligações cruzadas neste material, a reciclagem por fusão se torna inviável e resíduos deste são incinerados ou encaminhados a aterros. Trabalhos anteriores concluíram que a adição de XLPE em PE e PP, termoplásticos commodities, aumentaram a sua resistência ao impacto. Estudou-se então a incorporação do XLPE em um termoplástico de engenharia, a poliamida 12, utilizando-se um agente compatibilizante comercial, polietileno enxertado com anidrido maleico (PE-g-MA), e resíduos de dois ionômeros como candidatos a agente compatibilizante: Surlyn® e Sentryglas®. Para isto, desenvolveram-se formulações com 20% em massa de XLPE e 0, 2, 4 e 8% em massa de cada compatibilizante. As formulações foram obtidas em extrusora dupla rosca corrotacional com a injeção posterior de corpos de prova, os quais foram submetidos a testes de tração, impacto, flexão e temperatura de deflexão térmica (HDT). Foram realizados também ensaios para determinação do tamanho das partículas do XLPE, calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX), índice de fluidez e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de DSC mostraram que a adição do XLPE e dos agentes compatibilizantes reduziu o grau de cristalinidade da PA12. As análises morfológicas evidenciaram adesão pobre entre PA12 e XLPE. As micrografias das formulações com PE-g-MA mostraram melhora na adesão da matriz e a fase dispersa, o que não foi observado com a adição dos ionômeros. Os ensaios mecânicos corroboraram o observado nas imagens geradas por MEV, ou seja, a falta de adesão faz com que a adição do XLPE reduza fortemente as propriedades mecânicas, com exceção da resistência ao impacto, que aumentou 120% comparada à formulação sem XLPE. A adição do PE-g-MA resultou em certa recuperação de algumas propriedades como resistência à tração, alongamento na ruptura e um aumento adicional de 8% em comparação à formulação sem compatibilizante. A adição dos ionômeros causou redução na maioria das propriedades em comparação com o composto sem compatibilização
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-10-09T18:55:33Z
2022-10-09T18:55:33Z
2022
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv MORAES, W. G. B. <b> Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): </b> propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial. 2022. 172 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EM.2022.D.131530.
https://doi.org/10.31414/EM.2022.D.131530
https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4606
identifier_str_mv MORAES, W. G. B. <b> Composto de PA12 contendo resíduos de polietileno reticulado (XLPE): </b> propriedades e avaliação de resíduos de ionômeros na sua compatibilização em relação a um agente compatibilizante comercial. 2022. 172 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EM.2022.D.131530.
url https://doi.org/10.31414/EM.2022.D.131530
https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4606
dc.language.iso.fl_str_mv por
pt_BR
language por
language_invalid_str_mv pt_BR
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv Materiais e Processos
dc.publisher.none.fl_str_mv Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
publisher.none.fl_str_mv Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
instname:Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)
instacron:FEI
instname_str Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)
instacron_str FEI
institution FEI
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI - Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)
repository.mail.fl_str_mv cfernandes@fei.edu.br
_version_ 1809225180719874048