Efeito de modificadores poliméricos e argila organofílica nas propriedades do biopolímero poli (ácido lático) – PLA.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1112 |
Resumo: | A crescente busca por materiais alternativos que tragam menos dano ao meio ambiente resultou no desenvolvimento dos polímeros biodegradáveis. Estes materiais, do ponto de vista do processamento de obtenção, apresentam redução no consumo energético que aliada à ausência de inércia na sua degradação implicam na redução do acúmulo de lixo plástico no meio ambiente. Entretanto, alguns desses polímeros, como o poli (ácido lático) - PLA, por exemplo, apresentam algumas limitações quanto a sua aplicação, por ser um polímero de alta fragilidade e rigidez. A fim de ampliar o uso comercial do PLA, algumas pesquisas estão sendo desenvolvidas com o intuito de melhorar essas propriedades. Com base nisto, o atual trabalho de doutorado teve por objetivo estudar o efeito de modificadores poliméricos e argila organofílica nas propriedades do PLA a fim de se obter maior conhecimento sobre esse novo tipo de material. Para tanto o trabalho ocorreu em duas etapas: na primeira foram usados três modificadores poliméricos diferentes, cada um foi usado individualmente com o PLA, na proporção 90/10 (PLA/Modificador); na segunda, para cada sistema PLA/Modificador, foi acrescentado o teor de 3 pcr (partes por cem de resina) de argila organofílica. Os modificadores utilizados foram o Biostrength 150, o Paraloid e o EGMA, e a argila foi a Brasgel bentonítica. As misturas foram realizadas por meio de fusão. Para avaliar o efeito da modificação no PLA as amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ensaios Mecânicos de Tração e Impacto, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) Análises Térmicas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG) e DinâmicoMecânica (DMTA), Reologia e análise por temperatura de Distorção Térmica (HDT). Os resultados apontaram que as propriedades mecânicas de resistência ao impacto melhoraram significativamente, dependendo do modificador em uso, e também quando houve a combinação com a argila organofílica. No geral as propriedades mecânicas indicam que houve a tenacificação no PLA sem perda expressiva do módulo de elasticidade. As análises morfológicas apontaram uma boa dispersão do material. E as propriedades térmicas não sofreram grandes alterações. Os dados obtidos no ensaio reológico sugerem a formação de uma rede percolada na presença da argila. Concluindo-se por tanto que os modificadores poliméricos atuaram como dissipadores de energia e uso da argila inibiu a coalescência dos modificadores em meio a matriz polimérica, atuando de fato como uma barreira. |
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Efeito de modificadores poliméricos e argila organofílica nas propriedades do biopolímero poli (ácido lático) – PLA.ArgilaModificador PoliméricoPoli (Ácido Lático)ClayPolymeric ModifierPoly (Lactic Acid)Engenharia de MateriaisPolímerosA crescente busca por materiais alternativos que tragam menos dano ao meio ambiente resultou no desenvolvimento dos polímeros biodegradáveis. Estes materiais, do ponto de vista do processamento de obtenção, apresentam redução no consumo energético que aliada à ausência de inércia na sua degradação implicam na redução do acúmulo de lixo plástico no meio ambiente. Entretanto, alguns desses polímeros, como o poli (ácido lático) - PLA, por exemplo, apresentam algumas limitações quanto a sua aplicação, por ser um polímero de alta fragilidade e rigidez. A fim de ampliar o uso comercial do PLA, algumas pesquisas estão sendo desenvolvidas com o intuito de melhorar essas propriedades. Com base nisto, o atual trabalho de doutorado teve por objetivo estudar o efeito de modificadores poliméricos e argila organofílica nas propriedades do PLA a fim de se obter maior conhecimento sobre esse novo tipo de material. Para tanto o trabalho ocorreu em duas etapas: na primeira foram usados três modificadores poliméricos diferentes, cada um foi usado individualmente com o PLA, na proporção 90/10 (PLA/Modificador); na segunda, para cada sistema PLA/Modificador, foi acrescentado o teor de 3 pcr (partes por cem de resina) de argila organofílica. Os modificadores utilizados foram o Biostrength 150, o Paraloid e o EGMA, e a argila foi a Brasgel bentonítica. As misturas foram realizadas por meio de fusão. Para avaliar o efeito da modificação no PLA as amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ensaios Mecânicos de Tração e Impacto, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) Análises Térmicas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG) e DinâmicoMecânica (DMTA), Reologia e análise por temperatura de Distorção Térmica (HDT). Os resultados apontaram que as propriedades mecânicas de resistência ao impacto melhoraram significativamente, dependendo do modificador em uso, e também quando houve a combinação com a argila organofílica. No geral as propriedades mecânicas indicam que houve a tenacificação no PLA sem perda expressiva do módulo de elasticidade. As análises morfológicas apontaram uma boa dispersão do material. E as propriedades térmicas não sofreram grandes alterações. Os dados obtidos no ensaio reológico sugerem a formação de uma rede percolada na presença da argila. Concluindo-se por tanto que os modificadores poliméricos atuaram como dissipadores de energia e uso da argila inibiu a coalescência dos modificadores em meio a matriz polimérica, atuando de fato como uma barreira.The increasing search for alternative materials that bring less damage to the environment resulted in the development of biodegradable polymers. These materials, from the viewpoint of obtaining processing, show a reduction in the energy consumption and the lack of inertia in its degradation imply the reduction of plastic waste accumulation in the environment. However, some of these polymers such as poly (lactic acid) - PLA, for example, have some limitations on their application, being a polymer of high rigidity and brittleness. In order to expand the commercial use of PLA, some research is being done with the aim of improving these properties. On this basis, the current doctoral work aimed to study the effect of polymeric modifiers and organoclay in PLA properties in order to obtain greater insight into this new type of material. For this work occurred in two stages: the first were used three different polymeric modifiers, each was used individually with the PLA in proportion 90/10 (PLA / Modifier); the second, for each PLA / modifier system was added 3 phr of the content (parts per hundred resin) of organophilic clay. The modifiers used were Biostrength 150, the Paraloid and E-GMA, and bentonite clay was the Brasgel. The mixtures were made by way of merger. To evaluate the effect of change in PLA samples were characterized by the techniques of X-ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy in the Region Fourier Transform (FTIR), Traction Mechanical Testing and Impact, Scanning Electron Microscopy (SEM) Thermal Analysis by Differential Scanning Calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG) and Dynamic-Mechanical (DMTA), Rheology and analysis Temperature Heat Distortion (HDT). The results showed that the mechanical properties of impact resistance improved significantly with the use of polymeric modifiers and also when it was the combination with the organoclay. Overall mechanical properties indicate that there was no significant toughening the PLA loss modulus. Morphological analysis showed a good dispersion of the material. And the thermal properties did not change much. Rheological data obtained in testing suggest the formation of a percolating network in the presence of the clay. In conclusion therefore is that polymeric modifiers acted as energy sinks and use of the clay modifiers inhibit coalescence of the polymer matrix in the middle, in fact acting as a barrier.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGMÉLO, Tomás Jeferson Alves de.MÉLO, T. J. A.http://lattes.cnpq.br/8562091525519918ARAÚJO, Edcleide Maria.Araújo, E. M.http://lattes.cnpq.br/1097999681102529BARBOSA, Renata.ALVES, Tatianny Soares.ANDRADE, Daniela de Lourdes Anjos Coutinho Simões.LEITE, Rômulo Charles Nascimento.CUNHA, Bartira Brandão da.2015-01-292018-07-06T12:08:50Z2018-07-062018-07-06T12:08:50Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1112CUNHA, B. B. da. Efeito de modificadores poliméricos e argila organofílica nas propriedades do biopolímero poli (ácido lático) – PLA. 2015. 112 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2015. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1112porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-09-16T11:40:25Zoai:localhost:riufcg/1112Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-09-16T11:40:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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