Nanocompósitos de polietileno/argila bentonítica com propriedades antichama

Abstract

ResumoNesta pesquisa, nanocompósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com argila montmorilonita (MMT) e argila organofílica (OMMT) foram preparados pelo método de intercalação por fusão, com o objetivo de examinar o efeito antichama do material obtido. Para fins de comparação, utilizou-se um produto comercial retardante de chama (RCP) na matriz de PEAD. O polietileno enxertado com anidrido maleico (PE-g-MA) foi utilizado como um compatibilizante dos sistemas. O PEAD e seus sistemas foram avaliados por difração de raios-X (DRX), inflamabilidade (UL94HB, índice de oxigênio (LOI) e calorimetria de cone). Os difratogramas de raios-X ilustraram que provavelmente ocorreu intercalação e/ou esfoliação parcial, com a formação de nanocompósito e/ou microcompósito. Os resultados obtidos para o índice de oxigênio mostraram que tanto o PEAD como seus sistemas apresentaram propriedades retardantes de chama. Por meio dos ensaios de inflamabilidade horizontal, verificou-se que a presença de 1% de argila MMT reduziu em 25% a inflamabilidade de PEAD e, por calorimetria de cone foi visto que a argila OMMT com percentagem de 3, 6 e 9% atuou reduzindo também a inflamabilidade dos nanocompósitos. Palavras-chave: nanocompósitos, PEAD, antichama, argila organofílica, calorímetro de cone. AbstractIn this research, nanocomposites of high density polyethylene (HDPE) with montmorillonite clay (MMT) and organoclay (OMMT) were prepared by melt intercalation, in order to examine the flame retardant effect of the obtained material. For comparison, a commercial flame retardant product (FRP) was used in the PE matrix. Grafted polyethylene with maleic anhydride (PE-g-MA) was used as a compatibilizer of the systems. HDPE and its systems were evaluated by: X-ray diffraction (XRD), and flammability (UL94HB, oxygen index (LOI) and Cone Calorimetry). The XRD patterns illustrated that probably partial intercalation and exfoliation occurred with the formation of nanocomposite and/or microcomposite. The results obtained for the oxygen index revealed that HDPE and its systems presented flame retardant properties. Through horizontal flammability tests, it was found that the presence of 1% MMT clay reduced 25% of the flammability of HDPE. By Cone Calorimetry was found that the OMMT clay with percentage of 3, 6 and 9% acted reducing the flammability of nanocomposites.

Avaliação Estrutural E Térmica De Compósitos De Polímero Pós-Consumo E Argila Nacional / Structural and Thermal Evaluation of Post-Consumer Polymer Composites and National Clay

“…A incorporação de cargas inorgânicas em polímeros origina materiais com maior resistência mecânica, maior estabilidade térmica ou com propriedades ópticas, magnéticas ou elétricas superiores. As cargas tendo dimensões nanométricas (1-500 nm) apresentam uma área de superfície elevada, promovendo melhor dispersão na matriz polimérica e por isso uma melhoria das propriedades físicas do compósito que dependem da homogeneidade do material (ESTEVES et al, 2004;KUSMONO et al, 2010;ALVES et al, 2014;OLIVEIRA et al, 2017). Além disso, permite encontrar uma melhor relação de custo-benefício para o material fabricado, pois em razão do baixo volume de carga usado é possível obter um material com elevado nível de desempenho como resultado da sinergia entre os componentes (ESTEVES et al, 2004).…”

Preparation and Flammability Properties of Polyethylene/Organoclay Nanocomposites

“…Polymeric nanocomposites used for the application of flame retardant materials are currently being studied and one of the major obstacles is the development of nanocomposites with flameproof properties capable of increasing physicochemical resistance [2,8].…”

The effects of nanoclay and carbon nanotube co‐addition on properties of an amorphous polyamide/maleated styrene‐ethylene‐co‐butylene‐styrene blend

“…Indeed, other authors observed considerable improvement in flammability behavior for nanocomposites with more concentrated MMT‐30B. [ 15,50,51 ]…”