Avaliação de diferentes modificações da atapulgita para aplicação no desenvolvimento de nanocompósitos de polietilenos - Silva, Thais Ferreira da [UNIFESP] (2023)
O desenvolvimento de embalagens é um dos setores mais importantes do segmento polimérico. O polietileno linear de baixa densidade (PELBD) e o polietileno de alta densidade (PEAD) são poliolefinas muito usadas nesse setor. Buscando a obtenção de embalagens segundarias rígidas cada vez mais resistentes e com propriedades diferenciadas adicionou- se a atapulgita (ATP) ao polímero, um argilomineral hidratado de magnésio e alumínio com morfologia microfibrosa. No entanto, dependendo da origem geológica, a ATP está associada à presença de minerais acessórios que precisam ser retirados para não interferirem em sua aplicação final. Dessa forma, realizou-se um processo de purificação da ATP natural (ATPn) por meio de separação física e tratamento químico, com peróxido de hidrogênio (H2O2) e ácido sulfúrico (H2SO4) obtendo-se a ATP purificada (ATPp). Visando uma melhor interação da ATP com as poliolefinas, foi realizada a modificação superficial da ATP por dois processos: silanização com adição de aminosilano (ATPs) e a organofilização com adição do cloridrato de trimetilamina (ATPo). As ATP foram caracterizadas quanto a composição química (espectroscopia de fluorescência de raios X - FRX) e mineralógica (difratometria de raios X - DRX), suas propriedades térmicas (análise termogravimétrica - TGA), morfológicas (microscopia eletrônica de varredura e de transmissão – MEV-FEG e MET), análise elementar (dos elementos carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e enxofre (S) – CHNS), e área superficial específica (método de Braunauer, Emmet e Teller - B.E.T.). Visando melhorar ainda mais a eficiência do reforço, foram utilizados os agentes compatibilizantes PELBD e PEAD enxertados com anidrido maleico (PELBD-g-MA e PEAD-g-MA) para a produção dos nanocompósitos. Dessa forma, a pesquisa foi direcionada na avaliação dos diferentes teores e tipos de modificações da ATP e no efeito da adição da ATP modificada e de agente compatibilizante nas poliolefinas. Nanocompósitos de PELBD/ATP e PEAD/ATP com diferentes teores e tipos de ATP (ATPn, ATPp, ATPs, ATPo) foram preparados pelo processo de extrusão seguido da prensagem a quente e caracterizados por ensaios mecânicos, térmicos, morfológicos e permeabilidade ao vapor de água. A adição de ATP modificada foi essencial para melhorar as propriedades dos nanocompósitos. Para ambas as matrizes poliolefínicas, o teor de 3% em massa de ATP foi o que apresentou a melhor performance. Os nanocompósitos mais promissores foram o PELBD/PELBD-g-MA/ATPs 3% e PEAD/PEAD-g-MA/ATPo 3%, evidenciando a importância do estudo na escolha da matriz, do uso do agente compatibilizante e das modificações superficiais no reforço utilizado.