Tratamento de argila montmorilonítica para a produção de nanocompósitos poliméricos com retardo de propagação de chama

• Autor(a) principal: Ferreira, Evans Paiva da Costa
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20259
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Nanotecnologia; Nanocompósitos; Montmorilonita; Nanoargila; Estervinílica

Comparados aos compósitos convencionais, os nanocompósitos de matriz polimérica apresentam tipicamente ganhos de propriedades com uma fração de volume de fase dispersa significativamente menor. Estudos publicados na literatura indicam que a adição de nanosilicatos pode aumentar a resistência à propagação de chamas de polímeros. Neste trabalho, um processo de tratamento de argila nanométrica do tipo montmorilonita (MMT) e o efeito da sua adição na propagação de chamas da resina estervinílica foram estudados. A pesquisa foi desenvolvida em duas etapas. A primeira consistiu na purificação e ativação da argila coletada de uma jazida natural para permitir a sua compatibilização com a resina polimérica. Uma modificação da argila com acetato de sódio foi também estudada para melhorar a dispersão do particulado no polímero. A etapa seguinte focou no estudo do efeito da adição da argila tratada nas propriedades dos nanocompósitos. Nanocompósitos com percentuais de argila de 1%, 2%, 4% em massa foram processados. Na caracterização da argila utilizaram-se as técnicas de fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise de área superficial (BET) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Na caracterização dos nanocompósitos foram utilizadas as técnicas de termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), além da determinação da resistência à tração, módulo de elasticidade e resistência à propagação de chamas. De acordo com os resultados obtidos, o tratamento de purificação e ativação da montmorilonita desenvolvido neste trabalho com secagem da argila por liofilização mostrou-se eficiente para promover sua compatibilização e dispersão na matriz polimérica como comprovado pela caracterização dos nanocompósitos. Observou-se ainda que a modificação da argila por meio de acetato de sódio não produziu impacto significativo como compatibilizante da argila com o polímero. A adição da MMT tratada resultou em uma redução de até 53% na velocidade de propagação de chama do polímero e não produziu alteração na resistência mecânica à tração e módulo de elasticidade do polímero, o que indica compatibilização entre argila e polímero. A eficiência na redução de velocidade de propagação de chamas atingiu um pico para os nanocompósitos com 2% de argila, indicando ser este o valor ótimo de concentração de argila para esta propriedade. Em resumo, o tratamento de argila montmorilonítica desenvolvido neste trabalho permite a produção de nanocompósitos de matriz estervinílica com propriedade de retardo de propagação de chamas sem comprometimento de suas propriedades mecânicas