Síntese de nanocompósitos de polipropileno e copolímeros poli(propileno-1-octeno) com nanolâminas de grafite através da polimerização in situ

• Autor(a) principal: Milani, Marceo Auler
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/241343
• topic: Nanocompósitos; Polipropileno; Polimerização in situ

No presente estudo, investigou-se a síntese de nanocompósitos de polipropileno e poli(propileno-1-octeno) com nanolâminas de grafite (GNS) através da polimerização in situ utilizando catalisador metalocênico. Primeiramente, foram realizadas polimerizações com os catalisadores rac-Et(Ind) 2 ZrCl 2 e rac-Me 2 Si(Ind) 2 ZrCl 2 a fim de determinar qual produz PP com melhores taticidade, cristalinidade e massa molar. Em seguida, nanolâminas de grafite provenientes de distintas fontes (Aldrich e Nacional de Grafite) foram investigadas para avaliar qual delas fornece nanocompósitos com melhores dispersões. Estes materiais foram estudados por SEM, TEM e WAXD. Tais análises mostraram que as nanolâminas provenientes da Nacional de Grafite apresentam menor tamanho de cristal e diâmetro, além de dispersarem-se melhor na matriz de PP, sendo este tipo de nanolâminas escolhidas para as sínteses posteriores. Também foi estudada a síntese de poli(propileno-1-octeno) (PPC8) com distintas incorporações de 1-octeno, as quais foram devidamente caracterizadas por RMN 13 C. As caracterizações mecânicas confirmaram a maior ductibilidade que estes copolímeros apresentam quando comparados ao polipropileno. Nanocompósitos de PP e PPC8 com porcentagens variadas de GNS foram obtidos. Dispersões homogêneas das nanolâminas na matriz polimérica foram observadas por SEM, TEM e WAXD. As características moleculares dos polímeros, tais como massa molar, polidispersidade e taticidade, não foram afetadas pela presença das nanopartículas. As análises de TGA provaram que as nanolâminas de grafite aumentam a estabilidade térmica dos polímeros. Estudos de cristalização mostraram que as nanopartículas atuam como agentes nucleantes nos polímeros, aumentando significativamente a temperatura de cristalização. Além disso, tais estudos também mostraram que as nanocargas induzem a formação de cristais da forma ortorrômbica γ. Do ponto de vista mecânico, as nanopartículas aumentaram significativamente o módulo de elasticidade dos polímeros, sendo que este aumento de rigidez foi responsável pela redução do alongamento. O efeito de reforço causado pela incorporação de GNS foi confirmado pelo aumento do módulo de armazenamento e microdureza. Uma melhoria da estabilidade dimensional também foi detectada nos nanocompósitos em relação aos polímeros puros. Os valores encontrados para condutividade mostraram que os polímeros passaram de materiais isolantes a semicondutores. Finalmente, um estudo comparando a preparação de nanocompósitos PP/GNS e PPC8/GNS por polimerização in situ com o método de mistura no estado fundido mostrou que os nanocompósitos obtidos pela última metodologia foram mais condutores.