Estudo da funcionalização do Polietileno de Alta Densidade com ácido itacônico

Abstract

O Polietileno de Alta Densidade (PEAD) representa uma classe crucial de polímeros comerciais, notório por sua versatilidade e facilidade de processamento, sendo amplamente empregado em diversas aplicações industriais. Caracterizado por uma morfologia lamelar distintiva, o PEAD exibe graus de cristalinidade variando entre 50% e 80%. Na indústria de transformação, há uma demanda recorrente por melhorias nas propriedades de adesão e reatividade desse polímero, abrindo oportunidades para sua utilização em novas aplicações. A estratégia eficaz de graftização, mediante a incorporação de pequenos grupamentos polares, é empregada para superar tais limitações, induzindo alterações significativas nas características, incluindo adesão, reatividade química e solubilidade. No escopo deste estudo, procedeu-se à graftização do PEAD com ácido itacônico, utilizando dois peróxidos distintos e testando duas abordagens de processamento (extrusão reativa, para uma formulação predefinida, e câmara de mistura). Os peróxidos usados foram o Luperox 101 XL45, abreviatura DBPH, e o peróxido Dicumila, abreviatura DCP. As propriedades térmicas, permeabilidade e adesão foram criteriosamente avaliadas. Os resultados indicaram que, nas formulações submetidas à câmara de mistura, o DCP mostrou maior eficácia no processo de graftização. Para a formulação específica utilizando Luperox em ambos processos, a amostra graftizada por extrusão reativa evidenciou uma eficiência superior na graftização do PEAD com ácido itacônico. No que tange às propriedades de adesão e molhabilidade, observou-se que mesmo concentrações reduzidas de ácido incorporado ao polímero foram suficientes para conferir adesão ao alumínio, resultando em ângulos de contato inferiores aos da amostra não graftizada.

High-Density Polyethylene (HDPE) stands as a pivotal class of commercial polymers, renowned for its versatility and ease of processing, widely employed in various industrial applications. Characterized by a distinctive lamellar morphology, HDPE exhibits crystallinity levels ranging between 50% and 80%. The transformation industry continually seeks enhancements in the adhesion and reactivity properties of this polymer, creating opportunities for its utilization in novel applications. The effective strategy of grafting, through the incorporation of small polar groups, is employed to overcome these limitations, inducing significant alterations in characteristics such as adhesion, chemical reactivity, and solubility. Within the scope of this study, HDPE grafting with itaconic acid was conducted using two distinct peroxides and testing two processing approaches (reactive extrusion, for a predefined formulation, and mixing chamber). The peroxides used were Luperox 101 XL45, abbreviated as DBPH, and Dicumyl Peroxide, abbreviated as DCP. Thermal properties, permeability, and adhesion were meticulously evaluated. The results indicated that, in formulations subjected to the mixing chamber, Dicumil peroxide demonstrated greater efficacy in the grafting process. For the specific formulation using Luperox in both processes, the sample graftized by reactive extrusion showed superior efficiency in grafting HDPE with itaconic acid. Regarding adhesion and wettability properties, even reduced concentrations of acid incorporated into the polymer proved sufficient to confer adhesion to aluminum, resulting in lower contact angles compared to the non-functionalized sample.