Incorporação de montmorilonita organofílica em termoplásticos para produção de nanocompósito - Barbalho, Gustavo Henrique de Almeida (2012)
A incorporação de argila organofílica com partículas nanométricas em polímeros termoplásticos permite a produção de nanocompósitos com melhores propriedades físicas e mecânicas em relação às de polímeros puros. Objetivo deste trabalho é avaliar o emprego montmorilonita organofílica na formulação de compósitos nanoestruturados em matriz de polietileno e polipropileno pelo método da intercalação por fusão. Para obter argilas compatíveis com as matrizes poliméricas, as mesmas devem ser transformadas em organofílicas. A argila foi organofilizada com sal quaternário de amônio, brometo de hexa-decil-trimetil amônio (HDTMA-Br). As caracterizações da argila sem tratamento foram feitas por análise granulométrica a laser. As caracterizações da argila organofílica foram feitas por fluorescência de Raios X (FRX), difração de Raios X (DRX), termogravimetria (TG e DTA). A caracterização dos nanocompósitos foi feito por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e propriedades mecânicas de tração. Para a obtenção dos nanocompósitos de polipropileno/argila e polietileno/argila, foram preparados concentrados argila/polímero em um homogeneizador, com o objetivo de favorecer a mistura na extrusora de rosca dupla contrarotacional. Os concentrados obtidos foram adicionados à matriz polimérica em quantidades necessárias para a obtenção de teores nominais de 1% e 2,5% em massa de argila, em extrusora e posteriormente, moldados por injeção. Os resultados das caracterizações da argila pura, através da granulometria a laser, mostra uma grande porção de partículas com diâmetros médios ultrafinos. Através da determinação da área específica (BET), o resultado apresentou uma área superficial de 5,1m2g-1 e densidade 2,4g.cm-3 distribuição de tamanhos das partículas apresentou ampla variação, com partículas entre 1 e 100μm. Os resultados das caracterizações da argila, organofílica, através das análises de florescência de raios-X (FRX), apresenta a troca catiônica entre os íons do sódio e cátions dos sal. Os resultados da difração de raios-X (DRX), mostram o aumento da distância interplanar basal, devido à penetração das cadeias carbônicas do sal. As análises de TG e DTA, apresentam duas perdas de massa, relativa à água nas camadas entre as folhas de silicato, somadas à umidade e gases adsorvidos na superfície do material. Através dos resultados mecânicos de tração, a concentração da argila, a dispersão e sua interação com a matriz, influenciam diretamente na resistência a tração dos corpos de prova. As imagens de MET revelaram as morfologias dos nanocompósitos, apresentando estruturas parcialmente esfoliadas com predominância de alguns aglomerados.