Avaliação do efeito da acidez de Zeólitas nas propriedades de retardância de chama de materiais poliméricos

• Autor(a) principal: Barbosa, Guilherme Mendes
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/5665
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA; Zeólitas; Polímeros

Os polímeros atualmente são indispensáveis para a sociedade possuindo diversas aplicações no dia a dia. Porém, devido à sua estrutura química, possuem alta inflamabilidade, e, por isso, o estudo e a elaboração de materiais poliméricos com propriedades retardantes de chama é uma grande preocupação de pesquisadores e da indústria. A adição, à matriz polimérica, de compostos retardantes de chama é uma das formas de se obter polímeros com maior resistência à chama. No passado eram utilizados compostos organo-halogenados como aditivos retardantes de chama, contudo, estes compostos são tóxicos e, por isso, busca-se alternativas ao uso dos mesmos. Este trabalho propõe a utilização de uma formulação intumescente que é composta por uma fonte de ácido, um composto carbonífero, normalmente poli-hidroxilado , e um agente de expansão. O polifosfato de amônio (APP) tem a dupla função de fonte de ácido e de agente se expansão, enquanto que o pentaeritritol (PER) é o agente carbonífero. Essa formulação funciona como uma proteção à matriz polimérica durante o processo de queima. Por fim, a adição de zeólitas busca avaliar o efeito da força dos sítios ácidos e da estrutura cristalina das mesmas na ação sinérgica com a formulação intumescente que resultará em um acréscimo significativo das propriedades retardantes de chama. A matriz polimérica usada foi o polipropileno. Os materiais poliméricos foram processados em extrusora dupla rosca, e foram submetidos a ensaios específicos para a avaliação das propriedades retardantes de chama como: LOI (índice limite de oxigênio), queima vertical (UL–94), calorimetria de cone e análise simultânea por termogravimetria (TGA) e calorimetria de varredura diferencial (DSC). Os resultados de LOI sugerem que a estrutura cristalina das zeólitas estudadas não interfere na ação sinérgica com o APP/PER. Além disso, observou-se que o aumento da força dos sítios ácidos leva a uma diminuição da ação sinérgica com a formulação intumescente. Pelo UL-94 observou-se que a formulação intumescente atua de forma muito eficiente na proteção da matriz polimérica apesar de não ser possível observar efeito com a adição das zeólitas. Pelo TGA verificou-se que a adição das zeólitas leva a um aumento da estabilidade térmica da camada intumescente formada, devido à maior quantidade de resíduo formado. A calorimetria de cone mostra uma queda na taxa de liberação de calor.. Por fim, todos os ensaios indicaram que o aumento da força dos sítios ácidos leva a uma diminuição da ação sinérgica com a formulação intumescente estudada em polipropileno.