Nova Metodologia para a Produção de Termoplástico Vulcanizado à base de NBR/PS através da Polimerização In Situ do Estireno no Látex

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caetano, Skarllet Toledo
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ
Texto Completo: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13406
Resumo: Esta dissertação teve como objetivo desenvolver um processo para obtenção da mistura borracha nitrílica/poliestireno (NBR/PS) a partir da polimerização do monômero estireno dentro do látex de borracha NBR. Neste processo, a polimerização do monômero estireno ocorre simultaneamente com a reticulação da borracha nitrílica (NBR), obtendo-se assim um material final com características de um termoplástico vulcanizado. Para isso, foi utilizado peróxido de benzoíla (BPO) como iniciador de polimerização e agente de reticulação. Para realização desse estudo foram avaliadas o efeito de duas condições de processo na reação de polimerização: a agitação e a quantidade de emulsificante. A estabilidade do sistema foi avaliada de forma visual identificando a precipitação da mistura durante a reação. A avaliação preliminar da reação de polimerização do poliestireno foi realizada através da técnica de espectroscopia na região do infravermelho FTIR que confirmou a presença de PS na mistura. Usando experimentos de extração com solvente foi possível identificar que, dentro das condições estudadas, os melhores resultados em termos da conversão da reação, polimerização do estireno, foram obtidos com baixa agitação e elevada quantidade de emulsificante (400 rpm e 0,896g de emulsificante). Analisando as temperaturas de transição vítrea (Tg), usando a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), foi possível mostrar que a mistura TPV-C contém a maior quantidade de poliestireno. O resultado de propriedade mecânica mostrou que a adição de 5 % de TPV-C na mistura NBR/PS diminuiu a resistência à tração na ruptura e aumentou a deformação. Os resultados de reometria utilizando analisador de processamento de borracha (RPA) mostraram que G' e G'' aumentaram com a frequência de varredura. Os valores mais elevados de G'e G'' foram observados para o TPV-C devido à maior quantidade de PS. O mesmo resultado foi observado analisando o comportamento de G' com a deformação. Análise da morfologia dos TPVs por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a presença da fase PS, confirmando a reação de polimerização. Além disso, as micrografias revelaram que o poliestireno encontra-se predominantemente disperso na matriz NBR.
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spelling Caetano, Skarllet ToledoOliveira, Paulo Jansen de842.254.837-20http://lattes.cnpq.br/9560808034434422Almeida, André deOliveira, Márcia Gomes deSilva, Luciana Portal daFurtado, Cristina Russi Guimarães084.227.756-03http://lattes.cnpq.br/84704977053611152023-12-22T02:46:12Z2023-12-22T02:46:12Z2012-07-12CAETANO, Skarllet Toledo. Nova metodologia para a produção de termoplástico vulcanizado à base de NBR/PS através da polimerização In situ do estireno no látex. 2012. 67 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13406Esta dissertação teve como objetivo desenvolver um processo para obtenção da mistura borracha nitrílica/poliestireno (NBR/PS) a partir da polimerização do monômero estireno dentro do látex de borracha NBR. Neste processo, a polimerização do monômero estireno ocorre simultaneamente com a reticulação da borracha nitrílica (NBR), obtendo-se assim um material final com características de um termoplástico vulcanizado. Para isso, foi utilizado peróxido de benzoíla (BPO) como iniciador de polimerização e agente de reticulação. Para realização desse estudo foram avaliadas o efeito de duas condições de processo na reação de polimerização: a agitação e a quantidade de emulsificante. A estabilidade do sistema foi avaliada de forma visual identificando a precipitação da mistura durante a reação. A avaliação preliminar da reação de polimerização do poliestireno foi realizada através da técnica de espectroscopia na região do infravermelho FTIR que confirmou a presença de PS na mistura. Usando experimentos de extração com solvente foi possível identificar que, dentro das condições estudadas, os melhores resultados em termos da conversão da reação, polimerização do estireno, foram obtidos com baixa agitação e elevada quantidade de emulsificante (400 rpm e 0,896g de emulsificante). Analisando as temperaturas de transição vítrea (Tg), usando a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), foi possível mostrar que a mistura TPV-C contém a maior quantidade de poliestireno. O resultado de propriedade mecânica mostrou que a adição de 5 % de TPV-C na mistura NBR/PS diminuiu a resistência à tração na ruptura e aumentou a deformação. Os resultados de reometria utilizando analisador de processamento de borracha (RPA) mostraram que G' e G'' aumentaram com a frequência de varredura. Os valores mais elevados de G'e G'' foram observados para o TPV-C devido à maior quantidade de PS. O mesmo resultado foi observado analisando o comportamento de G' com a deformação. Análise da morfologia dos TPVs por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a presença da fase PS, confirmando a reação de polimerização. Além disso, as micrografias revelaram que o poliestireno encontra-se predominantemente disperso na matriz NBR.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasil.This thesis presents the main objective to develop a process to obtain the nitrile rubber/polystyrene blend (NBR/PS) by the polymerization of styrene monomer into the NBR rubber latex. In this process, the polymerization of styrene monomer occurs simultaneously with the crosslinking of the nitrile rubber (NBR), obtaining a blend with a thermoplastic vulcanizate characteristics. The benzoyl peroxide (BPO) was used as a polymerization initiator and also as crosslinking agent to NBR phase. To conduct this study, we evaluated the effect of the two conditions of processing on the polymerization reaction: stirring and amount of emulsifier. The stability of the reaction was evaluated by the visual identication of precipitation of polymers during processing. The preliminary evaluation of the polymerization reaction of the polystyrene was performed by the infrared spectroscopy (FTIR) which confirmed the presence of PS in the mixture. Using solvent extraction experiments, we found that, under the conditions studied, the best results in terms of reaction conversion, polymerization of styrene, were obtained with low stirring and high amount of emulsifier (400 rpm and 0.896g of emulsifier). Analyzing the glass transition temperature (Tg), using the differential scanning calorimetry technique (DSC), it was found TPV-C contains the highest amount of polystyrene. The mechanical property results showed a decreased the tensile strength and an increase the deformation at break with addition of 5% TPV-C in the NBR/PS blend. The results rheometry using a rubber processing analyzer (RPA) showed that G' and G'' increased with the sweep frequency. The highest values of G' and G'' were observed for TPV-C blend, due to the greater amount of PS. The same result was observed by analyzing the behavior of elastic modulus (G') with strain. Analysis of the micrographs of TPVs, using scanning electron microscopy (MEV), showed the presence of the PS phase, confirming the polymerization reaction. Furthermore, the micrograph also revealed that the polystyrene is dispersed in the NBR phase.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRRJBrasilInstituto de TecnologiaTermoplástico VulcanizadoPolimerizaçãoBorracha NitrílicaPoliestirenoThermoplastic VulcanizatePolymerizationNitrilic RubberPolystyreneEngenharia QuímicaNova Metodologia para a Produção de Termoplástico Vulcanizado à base de NBR/PS através da Polimerização In Situ do Estireno no LátexNew Methodology for the Production of Thermoplastic Vulcanized based on NBR/PS by In Situ Polymerization of Styrene in Latexinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisABDOU-SABET, S.; PUYDAK R. C.; RADER, C. P. Dynamically vulcanized thermoplastic elastomers. Rubber Chem.Technol. v.69, p.476-494, 1995. ASALETHA R., KUMARAN M. 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description Esta dissertação teve como objetivo desenvolver um processo para obtenção da mistura borracha nitrílica/poliestireno (NBR/PS) a partir da polimerização do monômero estireno dentro do látex de borracha NBR. Neste processo, a polimerização do monômero estireno ocorre simultaneamente com a reticulação da borracha nitrílica (NBR), obtendo-se assim um material final com características de um termoplástico vulcanizado. Para isso, foi utilizado peróxido de benzoíla (BPO) como iniciador de polimerização e agente de reticulação. Para realização desse estudo foram avaliadas o efeito de duas condições de processo na reação de polimerização: a agitação e a quantidade de emulsificante. A estabilidade do sistema foi avaliada de forma visual identificando a precipitação da mistura durante a reação. A avaliação preliminar da reação de polimerização do poliestireno foi realizada através da técnica de espectroscopia na região do infravermelho FTIR que confirmou a presença de PS na mistura. Usando experimentos de extração com solvente foi possível identificar que, dentro das condições estudadas, os melhores resultados em termos da conversão da reação, polimerização do estireno, foram obtidos com baixa agitação e elevada quantidade de emulsificante (400 rpm e 0,896g de emulsificante). Analisando as temperaturas de transição vítrea (Tg), usando a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), foi possível mostrar que a mistura TPV-C contém a maior quantidade de poliestireno. O resultado de propriedade mecânica mostrou que a adição de 5 % de TPV-C na mistura NBR/PS diminuiu a resistência à tração na ruptura e aumentou a deformação. Os resultados de reometria utilizando analisador de processamento de borracha (RPA) mostraram que G' e G'' aumentaram com a frequência de varredura. Os valores mais elevados de G'e G'' foram observados para o TPV-C devido à maior quantidade de PS. O mesmo resultado foi observado analisando o comportamento de G' com a deformação. Análise da morfologia dos TPVs por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a presença da fase PS, confirmando a reação de polimerização. Além disso, as micrografias revelaram que o poliestireno encontra-se predominantemente disperso na matriz NBR.
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