Estudo da influência da razão de sopro na estrutura e propriedades de filmes de polietilenos produzidos pelo processo de extrusão tubular

Abstract

Um dos principais processos de transformação de polietilenos é o de extrusao tubular de filmes, realizado em larga escala por uma infinidade de empresas dos mais variados portes. Inúmeras pequenas empresas buscam seu espaço na demanda de produtos utilizando-se de blendas poliméricas a fim de obter caraterísticas apropriadas ao produto final. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é estudar a influência da razão de sopro (RS) na estrutura e propriedades de filmes de polietilenos de alto e baixo grau de cristalinidade produzidos pelo processo de extrusão tubular. No trabalho foram utilizados o polietileno de baixa densidade (PEBD) e o polietileno de alta densidade (PEAD), respectivamente. Foram formuladas cinco composições de blendas de PEBD/PEAD nas proporções mássicas de 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 e 0/100 e processados numa linha de extrusão de filme tubular, com três razões de sopro de: 1,5:1; 2,5:1 e 3,5:1. Para avaliar a influência da composição das blendas poliolefínicas e da razão de sopro em suas propriedades, os filmes foram caracterizados através de ensaios físicos, ópticos, mecânicos, térmicos, reológicos, e morfológicos. Os resultados das propriedades físicas mostraram que o aumento da razão de sopro apresentou maior variação de espessuras no perímetro dos filmes tubulares. O coeficiente de atrito (COF) dos filmes diminuiu com o acréscimo do conteúdo de PEAD na blenda, e não teve variação significativa com o aumento da razão de sopro utilizada. Em relação às propriedades mecânicas, os filmes com maior teor de PEAD na blenda apresentaram maior resistência à tração e menores valores de deformação no escoamento em ambas as direções. As razões de sopro maiores apresentaram maior similaridade das tensões e das deformações entre as direções da máquina (DM) e transversal (DT). A razão de sopro ideal constatada para os filmes processados com PEBD puro e a blenda de PEBD/PEAD (75/25) está entre 2,5:1 e 3,5:1; com as blendas de PEBD/PEAD 50/50 e de 25/75 valor próximo a 3,5:1; e com PEAD puro valor maior e próximo a 3,5:1. Resultados de DSC mostraram que a blenda PEBD/PEAD com a composição de 25/75 apresentou melhor miscibilidade que as outras blendas. Os filmes de PEAD e as blendas com maior conteúdo de PEAD apresentaram opacidades maiores, e com relação ao brilho, os filmes de PEBD apresentaram maiores valores.

One of the main transformation processes of polyethylene is the blown film extrusion process, conducted by big scale of companies of all sizes. Numerous small factories seek its space demand for products using the polymer blends in order to obtain appropriate characteristics to the final product. In this sense, the goal of this work is to study the influence of blow-up ratio (BUR) in the structure and properties of polyethylene films of high and low degree crystallinity produced by blown film extrusion process. At this work, it was used, the low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE), respectively. Five compositions were formulated in LDPE / HDPE blends, in weigth ratios of 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 and 0/100, and processed on a blown film extrusion line with three blow-up ratios: 1.5:1, 2.5:1 and 3.5:1. To evaluate the influence of the composition of polyolefin blends and the blow-up ratio on their properties, the films were characterized by physical, optical, mechanical, thermal, rheological and morphological tests. The results of the physical properties showed a great variation in thickness of the perimeter of the tubular film with the increase in blow-up ratio. The coefficient friction (COF) of films decreased with increasing content of HDPE in the blend and it had no significative variation with increasing blow-up ratio used. Regarding mechanical properties, films with higher content of HDPE in the blend showed higher tensile strength and lower strain values in the yield point, in both directions. The largest blow-up ratios showed higher similarity of the tensions and strains between the machine direction (MD) and transverse direction (TD). The ideal blow-up ratio observed for films processed with LDPE and LDPE / HDPE blend (75/25) are between 2.5:1 and 3.5: 1, with the LDPE / HDPE blends 50/50 and 25/75 value close to 3.5:1, and with pure HDPE value greater and near of 3.5:1. DSC results showed that the LDPE / HDPE blend with composition 25/75 showed better miscibility than the others. The films of HDPE and blends with higher content of HDPE showed larger opacities, and with respect to brightness, LDPE films showed higher values.