[en] BIO-BASED FLAME RETARDATION OF ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: GUSTAVO SCHINAZI
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] ACRILONITRILA-BUTADIENO-ESTIRENO; [pt] CALORIMETRIA POR COMBUSTAO; [pt] MATERIAIS NATURAIS; [pt] RETARDANTES DE CHAMA NAO HALOGENADOS; [pt] RETARDAMENTO DE CHAMA; [en] ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE; [en] COMBUSTION CALORIMETRY; [en] BIO-BASED MATERIALS; [en] NON HALOGENATED FLAME RETARDANTS; [en] FLAME RETARDATION
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=55266&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=55266&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.55266

[pt] Polímeros estão entre os materiais mais utilizados no mundo, sendo empregados em inúmeras aplicações e estando amplamente presentes na vida cotidiana das pessoas; no entanto, são, em geral, altamente inflamáveis. Muitos retardantes de chama (flame retardants, FR) foram desenvolvidos para reduzir a flamabilidade de polímeros; porém, a maioria dos aditivos FR usados comercialmente, principalmente os halogenados, são tóxicos para o meio-ambiente e para a humanidade e estão sendo cada vez mais banidos ao redor do mundo. Acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) é um dos polímeros mais utilizados no mundo mas também um dos mais inflamáveis e mais difíceis de solucionar, e ABS é usado comercialmente com retardantes de chama halogenados, que são tóxicos. A pesquisa sobre a utilização de materiais renováveis como retardantes de chama para polímeros vem crescendo exponencialmente, mas poucos trabalhos foram realizadas no âmbito de reduzir a flamabilidade de ABS utilizando FRs renováveis ou de baixa toxicidade. Há, portanto, uma necessidade urgente de se desenvolver sistemas FR de baixa toxicidade e baseados em materiais naturais para substituir os aditivos halogenados para uso comercial em ABS. O presente trabalho pretende contribuir para o desenvolvimento de uma solução FR baseada em materiais naturais para uso em ABS. O primeiro objetivo é uma meta prática: desenvolver ABS de baixa flamabilidade utilizando principalmente aditivos naturais, mantendo propriedades mecânicas aceitáveis. O segundo objetivo é científico: compreender os mecânismos de retardamento de chama dos FRs naturais. O projeto é desenvolvido em duas etapas: (1) a Fase de Triagem, na qual os efeitos de 8 retardantes de chama e de suas combinações na flamabilidade de ABS são availados, utilizando-se técnicas de Planejamento de Experimentos, através de microcalorimetria por combustão (MCC); e (2) a Fase de Análise Detalhada e Estudo de Mecanismos, na qual os candidatos mais promissores da primeira fase são analisados mais detalhadamente para se compreender melhor suas propriedades de flamabilidade e mecânicas e para se entender seus mecanismos de retardamento de chama. O Capítulo 1 contém uma breve introdução seguida de uma revisão bibliográfica. O Capítulo 2 apresenta a metodologia experimental utilizada durante a pesquisa. O Capítulo 3 discute a Fase de Triagem, detalhando o planejamento experimental, apresentando os resultados dos experimentos de triagem e identificando as amostras mais promissoras e as sinergias mais cientificamente motivadoras. O Capítulo 4 apresenta os resultados da segunda fase, com discussões aprofundadas e hipóteses acerca dos mecanismos de retardamento de chama dos FRs naturais em ABS. O Capítulo 5 contém as principais conclusões da pesquisa e recomendações para trabalhos futuros.