Efeito da argila organofílica e palha de milho nas propriedades de compósitos híbridos de poli (butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT)
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
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Resumo: | A pesquisa desenvolvida, trata da produção, caracterização e determinação das propriedades de filmes extrudados e corpos de prova injetados de compósitos PBAT/argila organofílica C20A e de um novo material compósito híbrido PBAT/argila C20A/palha de milho. Analisou-se o efeito da incorporação e o teor das cargas na estrutura, propriedades reológicas, mecânicas, barreira, absorção de água e biodegradabilidade. Foram produzidos compósitos PBAT/argila contendo 1, 3 e 5% (m/m) de argila organofílica e compósitos híbridos de PBAT contendo 2, 6 e 10% (m/m) de reforço constituído por argila e palha de milho na proporção 1:1. Após a mistura à quente, em reômetro de torque, os componentes foram triturados em moinho de facas e os grânulos foram extrudados na forma de filmes planos e injetados no formato de corpos de prova de tração. Os resultados de reometria de torque mostram um discreto aumento na degradação dos sistemas com a adição das cargas (argila e palha de milho). Verificou- se melhoria da resistência à tração dos filmes extrudados de compósitos PBAT/argila com adição de 1% da carga na matriz polimérica e dos corpos de prova injetados de compósitos PBAT/argila com adição da carga de 3% e 5% no polímero. Em geral, o alongamento na ruptura dos compósitos PBAT/argila foi superior nos filmes extrudados. Quando a fibra vegetal é adicionada aos sistemas de polímero e argila, observa-se uma tendência de perda de resistência à tração e diminuição do alongamento de todos os sistemas em estudo e um aumento do módulo elástico para corpos de prova injetados e diminuição para filmes extrudados. Além disso, os novos compósitos híbridos apresentaram maior taxa de absorção de água comparado a todos os sistemas em estudo e uma taxa de biodegradabilidade de 6,84% para os corpos de prova e de 3,47% para os filmes planos após 140 dias. O novo material híbrido apresentou ineficiência nas propriedades de barreira, ao triplicar o valor da permeabilidade ao O2 na amostra de filmes em relação ao PBAT puro, dificultando sua aplicação em embalagens de alimentos e revestimentos protetores, mas podem ser indicados para embalagens permeáveis uma vez que favorecem o frescor de alguns vegetais e carnes. |
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Analisou-se o efeito da incorporação e o teor das cargas na estrutura, propriedades reológicas, mecânicas, barreira, absorção de água e biodegradabilidade. Foram produzidos compósitos PBAT/argila contendo 1, 3 e 5% (m/m) de argila organofílica e compósitos híbridos de PBAT contendo 2, 6 e 10% (m/m) de reforço constituído por argila e palha de milho na proporção 1:1. Após a mistura à quente, em reômetro de torque, os componentes foram triturados em moinho de facas e os grânulos foram extrudados na forma de filmes planos e injetados no formato de corpos de prova de tração. Os resultados de reometria de torque mostram um discreto aumento na degradação dos sistemas com a adição das cargas (argila e palha de milho). Verificou- se melhoria da resistência à tração dos filmes extrudados de compósitos PBAT/argila com adição de 1% da carga na matriz polimérica e dos corpos de prova injetados de compósitos PBAT/argila com adição da carga de 3% e 5% no polímero. Em geral, o alongamento na ruptura dos compósitos PBAT/argila foi superior nos filmes extrudados. Quando a fibra vegetal é adicionada aos sistemas de polímero e argila, observa-se uma tendência de perda de resistência à tração e diminuição do alongamento de todos os sistemas em estudo e um aumento do módulo elástico para corpos de prova injetados e diminuição para filmes extrudados. Além disso, os novos compósitos híbridos apresentaram maior taxa de absorção de água comparado a todos os sistemas em estudo e uma taxa de biodegradabilidade de 6,84% para os corpos de prova e de 3,47% para os filmes planos após 140 dias. O novo material híbrido apresentou ineficiência nas propriedades de barreira, ao triplicar o valor da permeabilidade ao O2 na amostra de filmes em relação ao PBAT puro, dificultando sua aplicação em embalagens de alimentos e revestimentos protetores, mas podem ser indicados para embalagens permeáveis uma vez que favorecem o frescor de alguns vegetais e carnes.CNPqThe research carried out deals with the production, characterization and determination of the properties of extruded films and injected test specimens of PBAT/C20A organoclay composites and a new hybrid composite material PBAT/C20A clay/corn straw. The effect of incorporation and filler content on the structure, rheological and mechanical properties, barrier, water absorption and biodegradability were analyzed. PBAT/clay composites containing 1, 3 and 5% (m/m) of organoclay and PBAT hybrid composites containing 2, 6 and 10% (m/m) of reinforcement consisting of clay and corn straw in a 1:1 ratio. After hot mixing, in a torque rheometer, the components were crushed in a knife mill and the granules were extruded in the form of flat films and injected in the form of tensile test specimens. The torque rheometry results show a slight increase in the degradation of the systems with the addition of fillers (clay and corn straw). There was an improvement in the tensile strength of extruded PBAT/clay composite films with the addition of 1% filler in the polymer matrix and of injected PBAT/clay composite specimens with the addition of 3% and 5% filler in the polymer. In general, the elongation at break of PBAT/clay composites was higher in extruded films. When vegetable fiber is added to polymer and clay systems, there is a tendency towards a loss of tensile strength and a decrease in elongation for all systems under study and an increase in the elastic modulus for injected specimens and a decrease for extruded films. Furthermore, the new hybrid composites showed a higher water absorption rate compared to all systems under study and a biodegradability rate of 6.84% for the test specimens and 3.47% for the flat films after 140 days. The new hybrid material showed inefficiency in its barrier properties, tripling the O2 permeability value in the film sample in relation to pure PBAT, making its application in food packaging and protective coatings difficult, but it can be recommended for permeable packaging as it favor the freshness of some vegetables and meats.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia de MateriaisUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMateriais não metálicosPBATArgila organofílicaPalha de milhoBiodegradávelEfeito da argila organofílica e palha de milho nas propriedades de compósitos híbridos de poli (butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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