Estudo da influência de resinas hidrocarbônicas hidrogenadas nas propriedades de blendas com polipropileno

Abstract

Neste trabalho, o principal objetivo foi avaliar a influência de uma resina hidrocarbônica hidrogenada (RHH), de baixo peso molecular e alta temperatura de transição vítrea (Tg) na estrutura e propriedades finais de blendas de polipropileno (PP) com diferentes teores de comonômero etileno. As blendas foram preparadas a partir de um concentrado de PP/RHH e utilizando extrusora dupla-rosca. Os filmes foram obtidos em extrusora de matriz tubular descendente. Um estudo preliminar, em reômetro rotacional, foi realizado para determinar as temperaturas em que todas as blendas têm a mesma viscosidade, para que os filmes sejam obtidos em condições equivalentes de processamento para comparação das propriedades finais. Os resultados mostraram que a adição da RHH ao PP diminui a viscosidade em função do baixo peso molecular dessas resinas e da miscibilidade com o PP no estado fundido. Pela análise mecânico-dinâmica foi comprovada a miscibilidade da RHH com o PP. O estudo realizado pelo DSC mostrou à influência da RHH no comportamento térmico do PP. A cristalinidade do PP nas blendas aumenta com o aumento do teor de RHH. A temperatura de fusão e de cristalização para as blendas com homopolímero de polipropileno (i-PP) diminuíram, enquanto que, para as blendas de polipropileno randômico (PP-R) com maior teor de etileno, foi o comportamento oposto. Também foram avaliadas a espessura de lamela, a largura de pico de fusão e o t1/2 de cristalização não-isotérmica. Pela microscopia ótica foi observada a diminuição da velocidade de cristalização e do diâmetro do esferulito com a adição da RHH ao i-PP. As propriedades dos filmes de PP foram afetadas pela RHH. Os filmes das blendas apresentaram incremento no módulo secante sem modificações nas propriedades óticas. As propriedades de barreira melhoraram significativamente, obtendo a redução de até 49% na permeabilidade ao oxigênio e 31% na permeabilidade ao vapor d’água com a adição de 20% de RHH.

In this work, the main objective was to evaluate the influence of a hydrogenated hydrocarbon resin (RHH), low molecular weight and high glass transition temperature (Tg), in the structure and final properties of blends of polypropylene (PP) with different amounts of ethylene comonomer. The blends were prepared from a masterbatch of PP / RHH by using twin-screw extruder. The films were obtained in descending tubular extruder die. A preliminary study, in rotational rheometer, was conducted to determine the temperatures at which all blends have the same viscosity, in order to obtain films in equivalent processing conditions for proper comparison of final properties. The results showed that addition of RHH to PP decrease the viscosity because of the low molecular weight of these resins and the miscibility with the PP in the melt. Dynamic mechanical analysis was confirmed the miscibility between PP and RHH. The study by DSC showed the influence of RHH on the thermal properties of PP. It was observed that increasing the RHH content, the crystallinity of the PP in the blend also increases. It was observed a decreasing in melting and crystallization temperatures for the blends with polypropylene homopolymer (i-PP), while blends of random polypropylene (PP-R) with higher ethylene content, presented the opposite behavior. Also the lamella thickness, width of melting peak and t1/2 non-isothermal crystallization were evaluated. In i-PP homopolymer blends with RHH, by using optical microscopy, it was observed that the rate of crystallization and spherulite diameter decreased with the increasing of the amount of RHH. The film properties of PP were affected by the presence of RHH. It was an increase in the secant modulus of the films without any change in optical properties. It was found significant improvement in barrier properties. With the addition of 20% RHH, reduction in oxygen permeability was achieved until 49% and water vapor permeability, 31%.