Cargas em poliolefinas : um estudo comparativo

Abstract

Neste trabalho foram estudados vários tipos de carga (argila, carbonato de cálcio, xisto retortado, xisto retortado queimado e farinha de madeira) para serem obtidos compósitos com PP e PEAD e avaliar o desempenho destes quando comparados aos mesmos polímeros puros. Os compósitos foram preparados em percentuais variados para que pudesse ser avaliado seu processamento em câmara de mistura. Os compósitos obtidos do processamento foram caracterizados através de taxa de fluidez, propriedades mecânicas, microscopia eletrônica e CED. A partir dos compósitos que apresentaram os melhores resultados, foram selecionadas três cargas (xisto retortado, xisto retortado queimado e farinha de madeira) e duas matrizes poliméricas (PP e PEAD), com taxas de fluidez mais baixas e com estas foram preparados compósitos com 20 % de carga na sua composição. Para tanto, foi desenvolvido um planejamento fatorial em dois níveis para estudar o comportamento quando foram incorporados agentes de compatibilização e os materiais sofreram um processo de secagem anterior ao processamento para avaliar as propriedades mecânicas dos compósitos obtidos. Os dados de torque nos mostraram resultados diversos, desde cargas que atuam como agentes plastificantes, tais como xisto retortado e xisto retortado queimado e cargas que apresentaram o efeito oposto, que foi o caso da farinha de madeira. Também aqui foi constatado o problema de dispersão da argila nas matrizes poliméricas, principalmente para percentuais mais elevados de carga no compósito. Tentou-se resolver este problema com o aumento da taxa de cisalhamento que o compósito foi submetido, mas sem melhoria significativa. Da primeira etapa os compósitos de xisto retortado e xisto retortado queimado alcançaram os melhores resultados em termos de propriedades mecânicas. Já na segunda etapa a farinha de madeira foi o compósito que apresentou o melhor desempenho, chegando a aumentar em 53% uma determinada propriedade estudada. Já os compósitos que continham xisto retortado queimado pode-se obter bons resultados no processo de otimização, independente da matriz utilizada.

In this work fillers like clay, calcium carbonate, pyrolyzed oil shale (POS), burned pyrolyzed oil shale (BPOS) and wood flour were compared with respect to processing and mechanical properties when mixed to polypropylene and polyethylene. These composites were prepared in varied concentrations so that your processing could be evaluated a Haake system equipped with a mixer. From the composites that presented the best results, three fillers were selected (POS, BPOS and wood flour) and two polymer grades (PP and PEAD), with lower melt flow rates new composites were prepared with 20% of filler in your composition. Such experiments followed a two level factorial design, in order to study the composite behavior when compatibilization agents were added to the composites. The torque data has shown different results, from fillers that act as plasticizers, as pyrolyzed oil shale and burned pyrolyzed oil shale, and fillers that presented the opposite effect, as wood flour. The clay dispersion in the polymer matrix is extremely heterogeneous, mainly in higher filler concentrations. To increase the shear rate was tried to solve this problem, but no good results were reached. From the first set of results, composites containing POS and BPOS have reached the best mechanical properties. In the second set of samples, the wood flour composite presented best results, increasing some mechanical properties up to 53% with respect to the pure polymer. Composites based in BPOS can also produced good results, for any polymer matrix, polyethylene and polypropylene.