Modificação nas características da interface/interfase em compósitos de polipropileno/fibras de vidro com compatibilizante PP-g-MAH e sua influência nas propriedades mecânicas

Abstract

As propriedades mecânicas de polipropileno (PP) reforçado com fibra de vidro (GF) são fortemente influenciadas pelo tipo e grau de interações interfaciais alcançadas, dependendo da eficiência do agente de acoplagem silano e do compatibilizante interfacial polimérico usado no compósito. Compósitos de PP com 30% de GF tratadas com aminosilano foram preparados usando polipropileno funcionalizado com anidrido maleico (PP-g-MAH) como compatibilizante interfacial para modificar as interações interfaciais fibra-polímero. As superiores propriedades de tração e impacto obtidas nestes compósitos podem ser atribuídas ao tipo de adesão fibra-polímero alcançada por uma interfase espessa e deformável formada pela concentração de PP-g-MAH nesta região. As características dessa interfase foram avaliadas por DMTA (Análise Dinâmico-mecânica) e por MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura).

Role of Maleated Coupling Agents on the Interface Adhesion of Polypropylene—Wood Composites

“…Consequently, load transfer from the matrix to the filler is ineffective and a proper reinforcement is no longer achieved. Chemical treatment of the filler [3] or addition of coupling agents to the composite formulation are usually employed to improve interfacial wettability and filler adhesion to the polymeric matrix [4,5]. Coupling agents such as PP grafted with maleic anhydride (PP-MAH) and PP grafted with acrylic acid (PP-AA) are usually employed to improve interfacial properties.…”

Propriedades mecânicas e comportamento a emissões de voláteis de compósitos de polipropileno/fibras curtas de sílica

“…Há um número significativo de trabalhos publicados [11][12][13][14][15] que tratam a compatibilização interfacial e a sua influência nas propriedades de compósitos de polipropileno reforçados com diversos tipos de cargas e fibras (de vidro e naturais). A sílica é classificada como uma fibra polar, altamente reativa, de caráter hidrofílico e que contém uma grande quantidade de grupos silanóis (Si-OH) em sua superfície.…”

“…A adesão interfacial proporcionada por esse tratamento é otimizada pelo uso de polipropileno funcionalizado com anidrido maleico (PP-g-MAH), cujos grupos reativos de ácidos carboxílicos reagem com os grupos básicos amina do silano, formando um copolímero grafitizado de PP-g-silano. Este último atua como um compatibilizante interfacial, melhorando as propriedades do material através de uma melhor transferência de tensões entre fibra e matriz [12,13] , como observado para as amostras PP20-1, PP20-2 e PP20-4.…”

“…Esta concentração pode corresponder ao ponto de saturação da interface fibra-polímero, conforme observado por Lopes e Sousa [12,13] . Eles citam a hipótese de formação de uma camada interfacial mais deformável, constituída de PP-co-siloxano, permitindo uma melhor transferência de tensões entre fibra e matriz, a qual maximiza a relação "resistência -rigidez -tenacidade".…”

“…O uso do agente compatibilizante propicia uma melhor ancoragem das fibras devido à melhor interação fibra-polímero. Além disso, contribui para uma mistura mais dispersiva e homogênea das fibras, bem como para a preservação do comprimento destas em função da redução da tensão interfacial fibra-polímero [17] . Por outro lado, para os compósitos PP20-2 e PP20-4, notam-se algumas fibras desacopladas, com pouca molhabilidade e adesão à matriz.…”