Preparação de argilas organofílicas e desenvolvimento de nanocompósitos com matrizes poliméricas de polietileno e nylon6. Parte 1: comportamento mecânico

Abstract

Argilas bentoníticas provenientes do Município de Boa Vista/PB foram utilizadas para a produção de argilas organofílicas. As argilas organofílicas foram obtidas a partir da síntese com quatro tipos de sais quaternários de amônio: cloreto de alquil dimetil benzil amônio (Dodigen), cloreto de estearil dimetil amônio (Praepagen), cloreto de cetil trimetil amônio (Genamin) e brometo de cetil trimetil amônio (Brometo). As argilas tratadas com os sais e a não tratada foram caracterizadas por difração de raios X (DRX) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Em seguida, as argilas foram misturadas com matrizes poliméricas do tipo polietileno (PE) e nylon6 (PA6) por meio de técnicas convencionais de processamento. As misturas foram caracterizadas por DRX, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e propriedades mecânicas. Os resultados obtidos por FTIR mostraram a presença dos grupos característicos dos sais na argila e o DRX confirmou a intercalação dos mesmos entre as camadas da argila. As propriedades mecânicas das misturas mostraram um aumento na rigidez em relação aos polímeros puros.

Propriedades térmicas de compósitos de polipropileno e bentonita organofílica

“…O pico em 1.480 cm -1 é atribuído às vibrações de flexão dos grupos CH 3 . Segundo a literatura [12,13] , a presença dessas bandas de absorção confirma a intercalação do sal de amônio entre as camadas da argila.…”

Avaliação do comportamento térmico por DSC na região da pele e do núcleo de amostras injetadas de nanocompósitos de poliamida 6/argila organofílica

“…Os nanocompósitos polímero/silicato em camadas são comparados aos compósitos poliméricos convencionais, pois eles usam cargas para melhorar algumas propriedades específicas [1] . Tais nanocompósitos têm vantagens quando comparadas aos compósitos convencionais, pois apresentam melhoria nas propriedades mecânicas, térmicas, de inflamabilidade e estabilidade dimensional, utilizando baixos teores de silicato, entre 1-5 % em peso [4] .A partir das pesquisas realizadas pelo grupo da Toyota que desenvolveu nanocompósitos de poliamida 6 com pequenas quantidades de argila montmorilonita e obtiveram para este sistema um aumento significativo das propriedades mecânicas e térmicas, vários outros estudos têm sido realizados a fim de se obter sinergia entre os componentes, dada à importância do desenvolvimento desse tipo de material [5,[9][10][11][12][13][14][15][19][20][21][22][23][24] .Os silicatos em camadas utilizados como cargas têm partículas com dimensões nanométricas (1-500 nm) e, portanto, eles apresentam uma área de superfície elevada o que promove melhor interação com a matriz polimérica e, por conseguinte, uma melhoria das propriedades físicas [5] . Uma variedade de polímeros tem sido usada na preparação de nanocompósitos polímero-argila tais como: poliestireno, poliamida 6 e 66, policarbonato, poliolefinas, etc.…”

Preparação de argilas organofílicas e desenvolvimento de nanocompósitos de polietileno. Parte 2: comportamento de inflamabilidade

“…A capacidade de troca de cátion (CTC) é de 90 meq.100 g -1 (método de adsorção de azul de metileno) [10][11][12][13] . Para tornar a argila compatível com o polímero, os íons sódio presentes entre as lamelas da argila foram trocados por íons de amônio para produzir a argila organofílica.…”

“…Para tornar a argila compatível com o polímero, os íons sódio presentes entre as lamelas da argila foram trocados por íons de amônio para produzir a argila organofílica. Essa troca foi realizada na presença de quatro sais quaternários de amônio [13,14] : o Dodigen ® (cloreto de alquila dimetil benzil amônio), o Praepagen ® (cloreto de estearil dimetil amônio) e o Genamin ® (cloreto de cetil trimetil amônio), fornecidos pela Clariant/PE e o Cetremide ® (brometo de cetil trimetil amônio), produzido pela VETEC/SP. Para a obtenção das argilas organofílicas foram realizados tratamentos distintos de acordo com cada tipo de sal quaternário e com base na capacidade de troca de cátions (CTC) da argila, conforme já descrito em trabalhos anteriores [11][12][13][14] .…”

“…As condições de processamento utilizadas na extrusora foram: 170-200 °C e 60 rpm. O material extrudado foi granulado e em seguida moldado por injeção a 200 °C com um tempo de resfriamento de 30 segundos, em Injetora, modelo Fluidmec, conforme já descrito [13,14] . Foram confeccionados corpos de prova de tração (ASTM D638), impacto ASTM D256) e inflamabilidade (UL94 HB).…”