Modificação de polietilenos de alta densidade provenientes de diferentes sistemas catalíticos através da inserção de ramificações

Abstract

O avanço do mercado de transformadores de polímeros, com máquinas de ciclos cada vez mais rápidos, faz com que pequenas mudanças na estrutura molecular das resinas afetem sua performance durante o processamento. Visando entender como pequenas alterações na cadeia polimérica podem afetar seu desempenho, foi estudada a influência da inserção de ramificações na cadeia do polietileno de alta densidade (PEAD), através da modificação com baixas concentrações de peróxidos via extrusão reativa, sobre as propriedades reológicas, térmicas e mecânicas. Foram utilizados dois polietilenos com aproximado índice de fluidez (IF) e densidade, mas produzidos com dois sistemas catalíticos diferentes: cromo e Ziegler-Natta (ZN). Os resultados mostram a eficiência da extrusão reativa, com geração de ramificações que levaram a uma queda nos valores de IF e densidade. Resultados reológicos demonstram um acréscimo da viscosidade zero, módulo de armazenamento e resistência do fundido com o aumento da concentração de peróxido, além dos cálculos reológicos demonstrarem a presença de ramificações longas. Comportamento de inchamento do extrudado não sofreu alterações com a modificação. Análise de géis não detectou presença de estruturas reticuladas e por cromatografia de permeação em gel observou-se o aumento de massa molar e deslocamento em direção a frações de alta massa molar, principalmente para as amostras provenientes do catalisador cromo. Também se verificou presença de ramificações de cadeias longas (LCB), inclusive para as amostras de polietileno puras. Resultados de ressonância magnética nuclear (RMN) detectaram presença de insaturações, sendo que a concentração de vinila terminal é maior na amostra base cromo que na amostra base ZN, o que contribui para as reações de acoplamento durante o processamento com peróxido. Através da análise de calorimetria diferencial exploratória (DSC), verificou-se a diminuição na entalpia de fusão e na cristalinidade das amostras modificadas, sendo resultado da presença de ramificações longas que impedem a formação de cristais. Observou-se aumento da resistência ao impacto com a adição de peróxido e queda na propriedade de resistência ao tensofissuramento para todas as amostras modificadas.