Estudo da influência do tipo de plastificante e da calcita nas características de fogging e nas propriedades de compósitos termoplásticos a base de SEBS/PP

Abstract

Os elastômeros termoplásticos (TPEs) baseados em copolímeros estirênicos são amplamente empregados na indústria automotiva, especialmente na forma de compósitos plastificados. Entretanto, substâncias voláteis emanadas desses compósitos podem reduzir sua aplicabilidade em componentes destinados ao uso na parte interna da cabine devido à formação do efeito fogging. Neste estudo foi avaliada a influência do óleo plastificante e da calcita sobre as características de fogging e propriedades de compósitos a base de SEBS/PP. Este trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira etapa foi avaliado o comportamento térmico e de emissões de diferentes tipos de óleos plastificantes e o seu efeito sobre as propriedades térmicas, físicas, mecânicas, reológicas e no nível de emissões dos compósitos. Na segunda etapa, a partir de uma formulação selecionada da primeira etapa, foi avaliado o efeito do teor e do diâmetro médio da partícula da carga (calcita) sobre as propriedades dos compósitos, com enfoque especial sobre o efeito fogging. Na primeira etapa, os compósitos preparados com óleos plastificantes parafínicos, com níveis não detectáveis de carbono em estruturas aromáticas, apresentaram maior estabilidade térmica e menor valor de fogging e melhor balanço de propriedades quando comparados aos compósitos formulados com óleos naftênicos e/ou com maiores teores de carbonos aromáticos. O uso de plastificante de baixa viscosidade gerou efeitos negativos no valor de fogging e nas propriedades mecânicas dos compósitos. Nos testes com cargas inorgânicas, o comportamento de emissão dos compósitos não foi significativamente afetado pelo tamanho da partícula de calcita. Por outro lado, o aumento no teor de carga nas composições melhorou o desempenho das composições no ensaio de fogging, como efeito do aumento da estabilidade térmica das composições. Os resultados mostraram que a variação no diâmetro médio da carga não causou significativas variações nas propriedades de tração e densidade dos compósitos, porém afetou a dureza e o índice de fluidez. Como esperado, o aumento no teor de calcita, levou ao aumento da densidade, verificando-se também a queda nas propriedades mecânicas e do índice de fluidez dos compósitos.

Thermoplastics elastomers (TPEs) based on styrene block copolymers are widely used in automotive industry, specially in the plasticized composite form. However, volatile components emanated from these composites can reduce its applicability in automotive interior applications due to the effect of windscreen fogging. In this sense, the aim of this work is to study the influence oil plasticizers and calcite on the properties of SEBS/PP composites. This work was performed in two steps. In the first step, it was evaluated the thermal behavior and emission of different types of plasticizer oils and their effect on the fogging characteristics and on the thermal, physical, mechanical and rheological properties of the composites. In the second stage was evaluated the effect of the concentration and the particle size of calcite on the properties of composites, with special focus on the fogging effect, using a formulation selected from the first step. In the first works, the composites prepared with paraffinic oils, with no detectable levels of aromatic carbons, showed an increase in the thermal stability and a smaller fogging value, lower viscosity and balance of properties when compared composites formulated with naphthenic oils or paraffinic oils containing larger amounts of aromatic carbons. The use of plasticizer with low viscosity had harmful effects on the fogging value and mechanical properties of the composites. The tests with inorganic fillers showed that the emission behavior of the composites is not affected by the particle size of the calcite. However, an increasing the filler content in the compositions led to an improvement in composite performance of the fogging test which can be related to an increase of the thermal stability with reduced content of plasticizer in compositions. The results show that the average particle size not causes significant variations in the tensile properties and density of the composite, but has effects on the hardness and melt flow index. As expected, the density increased with the increase of calcite content, which also caused a decreasing in the mechanical properties (tensile properties and hardness) and melt index of the composites.