Efeito da argila vermiculitas nas propriedades do biopolietileno de alta densidade.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: HANKEN, Ruth Barreto Leite.
Data de Publicação: 2019
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/35658
Resumo: Biocompósitos poliméricos reforçados com cargas minerais tem despertado o interesse de pesquisadores por apresentarem melhores propriedades térmicas e mecânicas quando comparados aos polímeros puros. Biocompósitos de biopolietileno/vermiculita foram preparados por extrusão seguida de injeção, com o objetivo de avaliar o efeito do teor da argila natural ou piroexpandida nas propriedades destes sistemas. Inicialmente, foi realizado o tratamento térmico de piroexpansão, o beneficiamento e caracterização das amostras de vermiculita natural (VN) e piroexpandida (VP). Os concentrados BioPE/VN e BioPE/VP foram preparados nas proporções de 1:1 de BioPE e argila (VN ou VP) em um misturador interno Termoscientific Haake Polylab. Os concentrados obtidos no misturador interno foram diluídos em BioPE numa extrusora de dupla rosca co-rotacional modular em concentrações de (0,5; 1; 3; 5 e 10) pcr de argila e os corpos de prova foram moldados por injeção em uma Injetora Arburg. Em seguida, foram analisadas as propriedades térmicas, mecânicas e reológicas, assim como, aspectos microestruturais. Observou- se que a adição de argilas VN ou VP ao BioPE aumentou a temperatura de deflexão térmica (HDT) e melhorou o retardamento à chama. Em geral, o grau de cristalinidade (Xc) do BioPE diminuiu com o aumento do teor de argila VN, enquanto na presença de argila VP, a diminuição do Xc foi observada apenas para o teor de argila VP acima de 3 pcr. As partículas de argila VP foram melhor dispersas na matriz BioPE, enquanto muitos aglomerados de argila VN foram formados. As micrografias mostraram uma falta de adesão entre a matriz BioPE e a argila VN ou VP, resultando em uma diminuição da resistência à tração e ao impacto. As medidas reológicas sob fluxo de cisalhamento oscilatório indicaram a formação de uma estrutura de rede percolada nos biocompósitos BioPE/VN e BioPE/VP contendo 5 e 10 pcr de argila VN ou VP. O biocompósito contendo 10 pcr da argila VP apresentou o maior valor de tensão de escoamento. Medidas reológicas em altas taxas de cisalhamento mostraram que a processabilidade dos biocompósitos foi semelhante à do BioPE puro.
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Os concentrados BioPE/VN e BioPE/VP foram preparados nas proporções de 1:1 de BioPE e argila (VN ou VP) em um misturador interno Termoscientific Haake Polylab. Os concentrados obtidos no misturador interno foram diluídos em BioPE numa extrusora de dupla rosca co-rotacional modular em concentrações de (0,5; 1; 3; 5 e 10) pcr de argila e os corpos de prova foram moldados por injeção em uma Injetora Arburg. Em seguida, foram analisadas as propriedades térmicas, mecânicas e reológicas, assim como, aspectos microestruturais. Observou- se que a adição de argilas VN ou VP ao BioPE aumentou a temperatura de deflexão térmica (HDT) e melhorou o retardamento à chama. Em geral, o grau de cristalinidade (Xc) do BioPE diminuiu com o aumento do teor de argila VN, enquanto na presença de argila VP, a diminuição do Xc foi observada apenas para o teor de argila VP acima de 3 pcr. As partículas de argila VP foram melhor dispersas na matriz BioPE, enquanto muitos aglomerados de argila VN foram formados. As micrografias mostraram uma falta de adesão entre a matriz BioPE e a argila VN ou VP, resultando em uma diminuição da resistência à tração e ao impacto. As medidas reológicas sob fluxo de cisalhamento oscilatório indicaram a formação de uma estrutura de rede percolada nos biocompósitos BioPE/VN e BioPE/VP contendo 5 e 10 pcr de argila VN ou VP. O biocompósito contendo 10 pcr da argila VP apresentou o maior valor de tensão de escoamento. Medidas reológicas em altas taxas de cisalhamento mostraram que a processabilidade dos biocompósitos foi semelhante à do BioPE puro.Polymeric composites reinforced with mineral fillers have aroused the interest of researchers because they present better thermal and mechanical properties when compared to pure polymers. Biopolyethylene / vermiculite biocomposites were prepared by extrusion followed by injection, in order to evaluate the effect of the natural clay and pyroexpanded content on the properties of these systems. Initially, the thermal treatment of piroexpansion, the beneficiation and characterization of the samples of natural vermiculite (NV) and piroexpanded (PV) were performed. BioPE/NV and BioPE/PV concentrates were prepared in 1: 1 ratios of BioPE and clay (NV or PV) in a Thermoscience Haake Polylab internal mixer. Concentrates obtained in the internal mixer were diluted in BioPE in a modular co-rotational twin screw extruder at concentrations of (0.5; 1; 3; 5 and 10) pcr clay and the specimens were injection molded in an Arburg Injector. Then, thermal, mechanical and rheological properties were analyzed, as well as microstructural aspects. It was observed that the addition of NV and PV clays to BioPE increased the Heat Deflection Temperature (HDT) and improved the fire retardance. In general, the degree of crystallinity (Xc) of BioPE decreased with the increase in the NV clay content, whereas in the presence of PV clay, the decrease in the Xc was only observed for the EV clay content above 3 phr. VP clay particles were better dispersed in the BioPE matrix, while many VN clay clusters were formed. The micrographs showed a lack of adhesion between the BioPE matrix and the NV or PV clay, resulting in a decrease of tensile and impact strength. Rheological measurements under oscillatory shear flow indicated the formation of a percolated network structure in the BioPE-NV and BioPE-PV biocomposites containing 5 and 10 phr of NV or PV clay. The biocomposite containing 10 phr of PV clay presented the higher melti yeld stress value. Rheological measurements at high shear rates showed that the processability of the biocomposites will be similar to that of neat BioPE.Los biocompuestos poliméricos reforzados con cargas minerales han despertado la interés de los investigadores porque presentan mejores condiciones térmicas y propiedades mecánicas en comparación con los polímeros puros. Biocompuestos de biopolietileno/vermiculita se prepararon mediante extrusión seguida de inyección, con el objetivo de evaluar el efecto del contenido de arcilla natural o piroexpandida sobre las propiedades de estos sistemas. Inicialmente se realizó un tratamiento térmico de piroexpansión, que procesamiento y caracterización de muestras de vermiculita natural (VN) y piroexpandido (VP). Los concentrados de BioPE/VN y BioPE/VP se prepararon en Proporciones 1:1 de BioPE y arcilla (VN o VP) en un mezclador interno Polilab termocientífico Haake. Los concentrados obtenidos en el mezclador interno fueron diluido en BioPE en una extrusora modular corotacional de doble tornillo en concentraciones de (0,5; 1; 3; 5 y 10) arcilla pcr y las muestras fueron moldeadas mediante inyección en un inyector Arburg. A continuación se analizaron las propiedades aspectos térmicos, mecánicos y reológicos, así como microestructurales. Observado si la adición de arcillas VN o VP a BioPE aumentó la temperatura de deflexión térmico (HDT) y retardo de llama mejorado. En general, el grado de cristalinidad (Xc) de BioPE disminuyó al aumentar el contenido de arcilla VN, mientras que en presencia de arcilla VP, la disminución en Xc se observó solo para el contenido de arcilla VP arriba de 3 pzas. Las partículas de arcilla VP se dispersaron mejor en la matriz de BioPE, mientras que Se formaron muchos grupos de arcilla VN. Las micrografías mostraron una falta de adhesión entre la matriz de BioPE y la arcilla VN o VP, lo que resulta en una Disminución de la resistencia a la tracción y al impacto. Mediciones reológicas bajo flujo de El corte oscilatorio indicó la formación de una estructura de red percolada. en biocompuestos BioPE/VN y BioPE/VP que contienen 5 y 10 pcr de arcilla VN o VP. oh El biocompuesto que contiene 10 pcr de arcilla VP presentó el valor de tensión más alto. fluir. Las mediciones reológicas a altas velocidades de corte mostraron que la La procesabilidad de los biocompuestos fue similar a la del BioPE puro.Universidade 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/8562091525519918SANTANA, Lisiane Navarro de Lima.SANTANA, L. N. L.LIRA, Helio de Lucena.LIRA, H. L.http://lattes.cnpq.br/5548799845411781ARAÚJO, Edcleide Maria.Araújo, E. M.http://lattes.cnpq.br/1097999681102529HANKEN, Ruth Barreto Leite.2019-10-312024-05-15T17:14:28Z2024-05-152024-05-15T17:14:28Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35658HANKEN,Ruth Barreto Leite.Efeito da argila vermiculitas nas propriedades do biopolietileno de alta densidade. 2019. 113 fl.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, 2019. 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