Thermoplastic olefin/clay nanocomposites: Morphology and mechanical properties

Mehta, S.; Mirabella, Francis M.; Rufener, Karl; Bafna, Ayush

doi:10.1002/app.13693

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“…Isto possibilita a utilização dos nano-TPOs na indústria automobilística, podendo substituir outros termoplásticos de engenharia para melhorar o processamento bem como a reciclabilidade [16] . Embora nanocompósitos a base de TPO (PP/EPDM) tenham sido preparados com sucesso por muitos grupos [17][18][19][20][21][22][23] as propriedades dos nano-TPOs são altamente dependentes de fatores como: tipo dos componentes, composição da mistura (razão de PP e EPDM) e, principalmente, tipo e teor de argila organofílica, bem como do grau de dispersão e de interação química desta com a matriz polimérica. Portanto, neste estudo foi avaliado o efeito de uma argila bentonita, proveniente de indústria local, na morfologia e propriedades mecânicas de misturas PP/EPDM (poliolefinas termoplásticas-TPOs), preparadas com variadas razões PP:EPDM, não compatibilizadas e compatibilizadas com polipropileno modificado com anidrido maleico (PP-g-MA).…”

Section: Propriedades Mecânicasunclassified

Uso de argila organofílica na compatibilização de misturas PP/EPDM

Ferreira¹,

Leite

Siqueira

et al. 2011

Polímeros

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Resumo: Misturas PP/EPDM com variadas razões PP:EPDM, não compatibilizadas e compatibilizadas com o polipropileno modificado com anidrido maleico (PP-g-MA), foram preparadas por fusão. A influência da adição de 1 pcr de uma argila bentonita na morfologia, propriedades mecânicas e reológicas destas misturas foi avaliada. A bentonita empregada como carga, proveniente da Bentonit União Nordeste/PB foi purificada e modificada organicamente com tecnologia desenvolvida por nosso grupo de pesquisa, antes de ser adicionada às misturas. Os dados de difratometria de raios X mostraram que, para diferentes razões de PP:EPDM na mistura a incorporação de 1 pcr de argila organofílica resultou na formação de nanocompósitos intercalados desordenados (20 ou 40% de EPDM) ou intercalados/ esfoliados (10 e 30% EPDM). A incorporação da argila organofílica provocou alterações nas propriedades morfológicas, mecânicas e reológicas das misturas, especialmente daquelas preparadas com 30% em massa de EPDM onde a ação compatibilizante da argila foi observada. Palavras-chave: Blendas PP/EPDM, argila organofílica, compatibilização. The Use of an Organoclay on the Compatibilization of PP/EPDM BlendsAbstract: PP/EPDM blends with different PP:EPDM ratios, non-compatibilized and compatibilized with maleic anhydride grafted polypropylene (PP-g-MA) were prepared by melting. The influence of 1 phr bentonite clay addition on the morphology, mechanical and rheological properties of these blends was evaluated. The bentonite used as a filler, provided by Bentonit União Nordeste/PB, was purified and organically modified with a technology developed by our research group, before being added to the blends. X-ray diffraction results showed that, for blends having different PP:EPDM ratios, 1 phr organoclay addition led to the formation of intercalated (20 or 40% EPDM) or intercalated/exfoliated (10 and 30% EPDM) nanocomposites. The morphological, mechanical and rheological properties of the blends were modified by organoclay addition, especially for those with 30 wt% of EPDM, where a compatibilizing effect of the organoclay was observed. Keywords: PP/EPDM blends, organoclay, compatibilization. IntroduçãoO desenvolvimento de misturas (blendas) poliméricas é de grande interesse acadêmico e industrial por ser uma prática relativamente simples de criar materiais com propriedades desejadas [1,2] . A mistura de polipropileno (PP) com elastômeros visa melhorar sua resistência ao impacto (tenacidade) a baixas temperaturas. Vários elastômeros são usados como modificadores de impacto para o PP, incluindo poliisobutileno [3] , copolímero em bloco de estireno-butadieno [4] , poliisopreno [5] e borracha natural [6] , mas os copolímeros de etileno-propileno (EPR) [7] e os terpolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM) [8][9][10][11] têm sido mais eficientes para esta aplicação.Estudos reportados na literatura têm mostrado que a incorporação do EPDM ao PP resulta na obtenção de PP tenacificado, também denominado poliolefina termoplástica (TPO). Contudo, algumas propriedades...

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Section: Propriedades Mecânicasunclassified

Uso de argila organofílica na compatibilização de misturas PP/EPDM

Ferreira¹,

Leite

Siqueira

et al. 2011

Polímeros

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“…É senso comum entre os autores a necessidade do uso de um compatibilizante e o preferido é o polipropileno modificado com anidrido maleico. De fato, os nanocompósitos obtidos apresentaram morfologia intercalada, acompanhada de aumento de módulo e viscosidade no estado fundido [6] . O agente compatibilizante, PP-MA, atua favorecendo a interação entre a matriz apolar, mistura PP/EPDM, e a organo-argila, porém a sua quantidade no sistema final altera a razão PP/EPDM e por conseqüência o comportamento mecânico e reológico do nanocompósito [7] .…”

Section: Introductionunclassified

Influência do teor de polipropileno modificado com anidrido maleico nas propriedades do nanocompósito PP/EPDM/argila organofílica

Braga

Oliveira²,

Furtado

2012

Polímeros

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Resumo: Neste trabalho foram obtidos nanocompósitos de elastômeros termoplásticos à base de PP/EPDM/argila organofílica pela técnica de intercalação no estado fundido em câmara interna de mistura. Foram preparados concentrados de PP-MA (agente interfacial) e Claytone 40 (argila organofílica) nas proporções de 1:1, 2:1 e 3:1 que posteriormente foram adicionados na matriz PP/EPDM, previamente preparada, mantendo o teor de argila fixo em 5% (em massa). Foram investigadas as propriedades mecânicas de módulo elástico, tração e alongamento na ruptura, reologia e morfologia, a fim de estabelecer a influência da razão PP-MA/argila organofílica no comportamento dos nanocompósitos. Os resultados mostraram que a adição de teores crescentes de PP-MA melhorou a dispersão da argila organofílica na matriz de PP/EPDM. Conforme revelado pela difração de raio X e confirmados pela reometria foram obtidos nanocompósitos com estruturas mistas intercaladas e esfoliadas, que resultaram em maiores valores de módulo e deformação na ruptura. Palavras-chave: Nanocompósito, elastômero termoplástico, argila organofílica, PP-MA. Influence from the Concentration of Interfacial Agent on the Properties of PP/EPDM/Organoclay NanocompositesAbstract: In this work, nanocomposites were prepared with PP/EPDM thermoplastic elastomer and organoclay by melt intercalation in an internal mixture chamber. Masterbatches composed of PP-MA/organoclay in proportions of 1:1, 2:1 and 3:1 were prepared and further added to a PP/EPDM thermoplastic elastomer, keeping the clay content fixed at 5% (by weight). The tensile properties, rheology and the morphology (organoclay dispersion, crystalline structure and crystallinity degree) of nanocomposites were studied to establish the influence of the PP-MA/Organoclay ratio in the system. The results showed that the addition of increasing levels of PP-MA improved the dispersion of organoclay in the PP/EPDM matrix. As revealed in x-ray diffraction and confirmed by rheology measurements nanocomposites were obtained with mixed intercalated and exfoliated structures, resulting in higher tensile modulus and elongation at break. Keywords: Nanocomposite, thermoplastic elastomers, organoclay, PP-MA. IntroduçãoElastômeros termoplásticos (TPE) à base de polipropileno (PP) e de terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) ganharam notoriedade pela facilidade de preparação de compósitos e pela combinação das altas deformações de um elastômero e do processamento de um termoplástico [1] . A adição de cargas em escala nanométrica a essas matrizes poliméricas, tem sido um atrativo potencial em função das características que a carga inorgânica pode apresentar quando bem dispersa no polímero orgânico. Esses materiais inorgânicos utilizados como nanocarga (geralmente silicatos em camadas), além de apresentarem elevada razão de aspecto, são suscetíveis a intercalação de macromoléculas e são os mais utilizados em função da fácil disponibilidade e tratamento de superfície [2] . A utilização de baixos teores de organo-argila (≤5%) [3][4][5] é e...

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“…The mechanical properties of epoxy resins can, however, be improved by incorporating inorganic particles [1]. It is well known that particle volume, shape, size, surface characteristics and particle dispersion within the matrix have an influence on the mechanical properties of the composites [2][3][4][5]. Specific surface area can promote stress transfer from matrix to nanoparticles and improve the Young's modulus of polymers to a higher extent than micro-fillers.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Controversial effects of fumed silica on the curing and thermomechanical properties of epoxy composites

Tarrío-Saavedra

López-Beceiro²,

Naya³

et al. 2010

Express Polym. Lett.

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Abstract. The effect of fumed silica on the curing of a trimethylolpropane epoxy resin was investigated by thermal analysis methods like Differential Scanning Calorimetry (DSC), and Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The fumed silica used here is a by-product of the silicon and ferrosilicon industry, consisting of micro and nanosized particles. Both the curing reaction and the properties of the obtained composites were affected by the filler content. Different trends were observed for filler contents above and below the 30 wt%. Up to 30 wt%, the behaviour can be explained as a predominantly agglomeration effect. For 30 wt% and higher filler contents, single particles seem to play a more important role.

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Thermoplastic olefin/clay nanocomposites: Morphology and mechanical properties

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Uso de argila organofílica na compatibilização de misturas PP/EPDM

Uso de argila organofílica na compatibilização de misturas PP/EPDM

Influência do teor de polipropileno modificado com anidrido maleico nas propriedades do nanocompósito PP/EPDM/argila organofílica

Controversial effects of fumed silica on the curing and thermomechanical properties of epoxy composites

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