Neste trabalho, nanocompósitos obtidos a partir de blendas entre o poli (ácido lático) e o terpolímero (etileno/acrilato de metila/metacrilato de glicidila) foram confeccionados. A argila organofílica comercial Cloisite 20A foi utilizada como nanocarga. Interações entre a argila e o terpolímero foram investigadas por reometria de torque. As estruturas dos nanocompósitos foram determinadas por difração de raios X, sendo obtidos nanocompósitos intercalados e microcompósitos. A atuação da argila como agente compatibilizante foi evidenciada por fotomicrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas das blendas mostraram-se dependentes tanto da morfologia como do grau de dispersão da argila.

Nanocomposites obtained from blends of poly (lactic acid) and an ethylene/methyl acrylate/glycidyl methacrylate (EMA-GMA) terpolymer were prepared. The commercial organoclay Cloisite 20A was used as nanocharge. Interactions between the clay and the terpolymer were investigated by torque rheometry, while the structure of the nanocomposites was determined by X-ray diffraction. The results revealed the formation of intercalated nanocomposites and microcomposites. The role of clay as a compatibilizing agent was evidenced by SEM micrographs. The mechanical properties proved to be dependent on both the morphology and the degree of dispersion of the clay.

O poli(ácido lático) é um polímero biodegradável proveniente de fontes renováveis com grande potencial para substituir polímeros não biodegradáveis provenientes do petróleo. Entretanto, seu uso em determinadas aplicações é restringido devido a sua elevada fragilidade e rigidez. Com o intuito de tornar o PLA mais tenaz, o terpolímero (etileno/acrilato de metila/metacrilato de glicidila) -EMA-GMA foi adicionado ao PLA em diferentes concentrações. A adição do EMA-GMA tornou o PLA mais estável durante o processamento. Por FTIR comprovou-se a existência de reação química entre os grupos terminais do PLA e grupos do EMA-GMA. A partir dos ensaios mecânicos observou-se uma resistência ao impacto três vezes superior à do PLA puro.

The Poly(lactic acid) is a biodegradable polymer from renewable sources with potential to replace non-biodegradable polymers derived from petroleum. However its use is restricted in certain applications due to its high brittleness and rigidity. In order to make the PLA more tenacious, the terpolymer (ethylene/methyl acrylate/glycidyl methacrylate) - EMA-GMA was added to PLA in different concentrations. The addition of EMA-GMA to PLA turned the blends more stable during processing. The FTIR data confirmed the chemical reaction between groups in PLA and the EMA-GMA. A three fold increase was observed in the impact strength compared to pure PLA.

In this work, Polylactide/Biopolyethylene blends were developed. Although some studies have been carried out on polylactide/polyethylene blends, none of them has used polyethylene synthesized with raw material obtained from natural sources. Due to the incompatibility between polylactide and polyethylene, E-GMA and EMA-GMA compatibilizers were used. These compatibilizers present glycidyl methacrylate groups in their structure, which may react with the functional end-groups of polylactide. To evaluate the properties, the blends were characterized by mechanical tests, scanning electron microscopy (SEM) and melt flow index (MFI). The results indicated that the compatibilizers played an important role in the blends, interacting with the blends components, modifying the morphology and improving the mechanical properties.

Neste trabalho foram desenvolvidos nanocompósitos de polímero/argila a partir de blendas com matriz de PA6. Inicialmente foi avaliado por reometria de torque a reatividade dos copolímeros funcionais PEgAA, PEgMA e EG com a PA6 e a influência destes no sistema PA6/argila. Os ensaios de reometria de torque mostraram que o copolímero PEgAA foi o que apresentou maior reatividade com a PA6. Já nos sistemas de PA6/Argila, o copolímero EG foi o que apresentou a maior interação com o sistema PA6/argila corroborado pelo aumento do torque em função do tempo. Os nanocompósitos foram caracterizados por Difração de Raios-X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), propriedades mecânicas e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados de DRX indicaram que o sistema PA6/CL20A apresentou estrutura intercalada enquanto que os sistemas PA6/EG/CL20A apresentaram estrutura parcialmente esfoliada. Os ensaios de DRX e DSC indicaram que no sistema PA6/EG/CL20A onde a argila foi pré-intercalada na PA6, a mesma ficou localizada na fase de PA6 enquanto que no sistema onde a argila foi pré-intercalada no copolímero EG a mesma ficou localizada na fase de EG. O sistema PA6/EG/CL20A onde a argila foi pré-intercalada na PA6 apresentou propriedades de módulo e resistência ao impacto balanceadas quando comparadas às da PA6. Os ensaios de MEV indicaram que a argila está bem dispersa nos sistemas PA6/CL20A e PA6/EG/CL20A.

In this work polymer/clay nanocomposites from blends with PA6 matrix were developed. Torque rheometry was used to evaluate the reactivity of different copolymers with PA6 and their influence on the PA6/clay system. The nanocomposites were characterized by X-ray Diffraction (XRD), Differential Scanning Calorimetry (DSC), mechanical properties and Scanning Electron Microscopy (SEM). Torque rheometry analysis showed that the PEgAA copolymer exhibited the highest reactivity with PA6 while the EG copolymer showed better interaction with the PA6/Clay system. XRD results indicated that PA6/CL20A system presented intercalated structure, while PA6/EG/CL20A systems presented a partially exfoliated structure. XRD and DSC analyses indicated that PA6/EG/CL20A system where the clay was pre-intercalated in PA6, the clay was located in the PA6 phase while in the system where the clay was pre-intercalated in the EG copolymer, the clay was located in the EG phase. The PA6/EG/CL20A system where the clay was pre-intercalated into PA6 presented balanced modulus and impact strength properties when compared to PA6. SEM tests showed that the clay is well dispersed in the PA6/CL20A and PA6/EG/CL20A systems.

Residence time distribution (RTD) is a very important parameter in extrusion, either for simple polymer processing or for special processes like compounding, blending, reactive compatibilization, and controlled degradation. This work deals with the values of mean residence time (t n) as a function of the number of 45 degrees kneading elements in the screw profile, screw speed, and feeding rate. The t n values were calculated from the RTD curves, which in turn were determined by the technique of a marker added as a pulse in the steady state polymer flow. The values of t n were empirically modeled as a function of those parameters. The results showed that feeding rate is the most influent parameter, followed by number of kneading elements and screw speed. The modeling has given a quadratic function relating t n and the operational parameters tested.

Nanocompósitos de polietileno de alta densidade/argila bentonita nacional foram preparados por intercalação por fusão. A influência da adição da argila sem tratamento e da argila tratada com o sal quaternário de amônio Cetremide e do polietileno graftizado com anidrido maléico (PE-g-MA) como agente compatibilizante foi avaliada. Os sistemas obtidos foram caracterizados por inflamabilidade, propriedades mecânicas e reológicas, difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados de difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão indicaram a obtenção de nanocompósitos com estruturas parcialmente esfoliadas e/ou intercaladas que conduziram ao aumento do módulo de elasticidade e do valor do torque. O teste de inflamabilidade mostrou que a adição da argila na matriz polimérica e a presença do PE-g-MA retardaram a velocidade de queima do sistema, ou seja, diminuíram a inflamabilidade do PE puro. Em geral, o sistema contendo o agente compatibilizante (PE-g-MA) exibiu melhorias na estabilidade térmica e nanocompósitos parcialmente esfoliados foram formados, quando comparados à matriz de polietileno de alta densidade. O polietileno graftizado com anidrido maléico não apenas promoveu a esfoliação da argila, mas também facilitou a adesão carga-matriz, obtendo-se com isso melhorias nos resultados mecânicos do sistema.

High density polyethylene/national bentonite clay nanocomposites were prepared with the melt intercalation technique. The effect of the clay without treatment and clay treated with quaternary ammonium salt Cetremide with polyethylene-graft-maleic anhydride as coupling agent was evaluated. The systems were characterized by flammability, mechanical and rheological properties, X ray diffraction and transmission electron microscopy. In general, the results of X ray diffraction and transmission electron microscopy showed partially exfoliated and/or intercalated structures with higher tensile modulus and torque value. The flammability test showed that the addition of clay in the polymer matrix and PE-g-MA reduced the burning rate, indicating an improved flammability resistance of the nanocomposites. In general, the system containing PE-g-MA coupling agent led to partially exfoliated nanocomposites with higher thermal stability than the high density polyethylene matrix. The polyethylene-graft-maleic anhydride promoted the exfoliation of clay and adhesion between matrix and filler, thus resulting in enhanced mechanical properties.

Os nanocompósitos de polipropileno/ bentonita e polipropileno/compatibilizante/bentonita foram preparados empregando uma extrusora dupla rosca acoplada a um Reômetro de Torque Haake. A argila bentonita natural proveniente do Município de Boa Vista - PB passou por um processo de purificação para em seguida ser aditivada com carbonato de sódio e posteriormente tratadas com o sal quaternário de amônia, visando a obter argila organofílica. As argilas foram caracterizadas por granulometria por difração de laser, análise química, espectroscopia de infravermelho e DR-X. Os resultados de granulometria e análise química mostraram que o processo de purificação foi eficiente em retirar as frações mais grosseiras mantendo as frações finas bem como na eliminação de minerais acessórios. Os resultados de FTIR e DR-X mostraram que o sal quaternário de amônio foi incorporado à argila confirmando a organofilização. Posteriormente a argila bentonita organofílica foi incorporada ao polipropileno (PP) e PP/compatibilizante (PP-g-AA e PP-g-MA são polipropilenos enxertados com ácido acrílico e anidrido maleico, respectivamente). A formação dos nanocompósitos bem como as propriedades das misturas PP/ORG (ORG - argila organofílica) e PP/compatibilizante/ORG foram verificadas por DR-X, MET e propriedades mecânicas. As análises de DR-X, MET mostraram que pode ter ocorrido a formação de nanocompósitos intercalado devido aos deslocamentos dos picos para ângulos de 2q inferiores. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que houve uma melhoria em algumas propriedades mecânicas.

In this work, polypropylene/bentonite and polypropylene/compatibilizer/bentonite nanocomposites were prepared by the melt intercalation method, using a counter-rotating intermeshing twin-screw extruder attached to a Haake System 90 Rheometer. Initially the natural bentonite clay, from Boa Vista - PB, was subjected to a purification process and then treated with sodium carbonate. Further, it was treated with ammonium quaternary salt to obtain an organoclay. The clays were characterized, according to granulometric, by laser diffraction, chemical analysis, infrared spectroscopy - FTIR, and X ray diffraction - XRD. The granulometric and chemical analysis results showed that the purification process was effective for removing the coarse fractions and eliminating some accessory minerals. FTIR and XRD results showed that the ammonium quaternary salt was incorporated to the clay, confirming the organophilization. In the subsequent stage of this work, the bentonite organoclay was incorporated to both polypropylene (PP) and PP/compatibilizer (PPgAA and PPgMA are polypropylenes grafting acrylic acid and maleic anhydride, respectively). The formation of nanocomposites as well as the properties of PP/ORG (ORG - organoclay) and PP/compatibilizer/ORG mixtures were analyzed by XRD, MET and mechanical properties. XRD and MET results showed that the formation of interlayer/flocculated nanocomposites has occurred for PP/compatibilizer/ORG systems. The mechanical properties results showed that some mechanical properties (final elongation and toughness) have been considerably improved.

Nanocompósitos de polietileno de alta densidade/argila bentonita foram preparados por meio da técnica de intercalação por fusão. Para a modificação da argila foram utilizados quatro tipos diferentes de sais quaternários de amônio visando a sintetizar argilas organofílicas. A argila não modificada e modificada com os quatro sais foi incorporada em teores de 1 e 3% a uma matriz de polietileno. A estabilidade térmica e a inflamabilidade dos sistemas foram determinadas por termogravimetria e segundo a norma UL-94 HB, respectivamente. A avaliação da dispersão e a distância entre planos (d001) das partículas de argila foram realizadas por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A presença da argila organofílica na matriz polimérica aumentou a temperatura de degradação dos sistemas em relação ao polímero puro. Os sistemas apresentaram atraso da velocidade de queima, indicando uma melhoria no comportamento de inflamabilidade dos nanocompósitos.

High density polyethylene/Bentonite clay nanocomposites were prepared by the melt intercalation technique. The clay was organically modified with different quaternary ammonium salts to obtain the organoclay. The unmodified and modified clays with the quaternary ammonium salts were introduced in a polyethylene matrix with 1 and 3 wt. % of clay. The thermal stability and the flammability of the systems were investigated by thermogravimetry and UL-94HB standard, respectively. The dispersion analysis and the interlayer distance (d001) of the clay particles were obtained by X ray Diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The organoclay presence in the polymer matrix increased the degradation temperature in relation to the pure polymer. The systems showed a reduction on the burning rate, indicating that the flammability resistance of the nanocomposites was improved.

The mechanical properties of polyester/fiberglass composites were studied. The aim of this work was to evaluate the possibility of reusing the wastes taken from spray-up processing of Paraíba state Industries as reinforcement in polyester matrix composites. Composites with 20, 30, 40, 50 and 60 wt. (%) of recycled fiberglass were prepared by compression molding and compared with polyester/ virgin glass fiber composites. The mechanical properties and water sorption behavior were evaluated. The results showed that fiberglass wastes are promising to be reused in polyester resin composites. The impact strength was excellent. It can be concluded that the reusing of the fiberglass wastes is viable.

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.

Bentonite clays from Boa Vista/PB were used to obtain organophilic clays. Organophilic clays were obtained with four types of quaternary salts of ammonium: asalkyldimethylbenzylammonium chloride (Dodigen), esthearildimethylammonium chloride (Praepagen), cethyltrimethylammonium chloride (Genamin) and cethyltrimethylammonium bromide (Bromide). The treated clays with salts and untreated clays were characterized by X-ray diffraction (XRD) and Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR). Then, the clays were incorporated into polyethylene (PE) and Nylon6 (PA6) polymer matrices using conventional processing techniques. The mixtures were characterized by XRD, scanning electron microscopy (SEM) and mechanical properties. The results obtained by FTIR showed the presence of specific groups of the salts in the clay, while their intercalation among the clay layers was verified by XRD. As for the mechanical properties, the mixtures were more rigid than the pure polymers.

Nanocompósitos de polietileno de alta densidade e poliamida-6 com argila bentonita nacional foram preparados por meio do processo de intercalação por fusão. Para a modificação da argila foram utilizados tipos diferentes de sais quaternários de amônio visando sintetizar as argilas organofílicas. As argilas não modificada e modificada com os sais foram incorporadas nas matrizes poliméricas, sendo que foram utilizados procedimentos diferentes para a modificação das argilas: para os nanocompósitos de polietileno, a argila foi preparada com quatro sais quaternários de amônio e para os nanocompósitos de poliamida-6 foi utilizado um único tipo de sal quaternário de amônio, variando-se seus teores para a organofilização da argila. O objetivo desse trabalho foi obter nanocompósitos de polietileno e poliamida-6 e caracterizá-los por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e por difração de raios X (DRX). Os resultados indicaram que os sistemas polietileno/argila organofílica apresentaram estruturas de nanocompósitos intercalados e/ou parcialmente esfoliados. Já os sistemas poliamida-6/argila organofílica apresentaram uma morfologia esfoliada com uma predominância de partículas de argilas dispersas na matriz.

High density polyethylene and nylon 6 nanocomposites with national bentonite clay were prepared with the melt intercalation technique. Different quaternary ammonium salts were used to obtain the organoclays. The unmodified and modified clays with the salts were incorporated in the polymer matrices and different procedures were used for the modification of clays: for the polyethylene nanocomposites, the clay was prepared with four quaternary ammonium salts and for the nylon 6 nanocomposites only one type of quaternary ammonium salt was used, which had its contents varied in the organophilization of the clay. The objective of this work was to obtain polyethylene and nylon 6 nanocomposites. They were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and by X-ray diffraction (XRD). The results indicated that the polyethylene/organoclay systems presented structures of intercalated nanocomposites and/or partially exfoliated. The nylon 6/organoclay systems presented an exfoliated morphology with clay particles dispersed in the matrix.

Determinou-se por transmissão de luz a distribuição de tempos de residência (DTR) em tempo real em uma extrusora com rosca dupla co-rotativa e autolimpante onde o sinal do detetor é sensível à presença da segunda fase dispersa, usada como traçador. Vários traçadores foram utilizados em diferentes concentrações: dois pigmentos (TiO2 e ftalocianina) e dois polímeros (poliestireno PS e poliamida-6 PA6) sendo adicionados na forma de um pulso em um fluxo de polipropileno (PP). Os parâmetros temporais (tempos de residência inicial, t i e médio t n e a variância normalizada <FONT FACE=Symbol>s q</FONT>²) medidos nas mesmas condições de processamento são muito próximos, dentro do erro experimental, indicando que a dispersão axial neste tipo de extrusora é independente do traçador. Por outro lado curvas de DTR medidas usando-se um polímero traçador (PS) disperso em um polímero de fluxo (PP) ficam deslocadas no tempo quando a situação é invertida, ou seja, usando-se PP como traçador em um fluxo de PS. Os parâmetros temporais são dependentes das características reológicas do polímero de fluxo, assim diferentes tipos de um mesmo polímero apresentam DTR com formas diferentes e deslocadas no tempo. A intensidade do sinal produzido pelo detetor é dependente não só da concentração mas também das características ópticas do par polímero/traçador, ou polímero/fase dispersa. Misturas poliméricas reativas (PP/PA6/PP-g-AA) e não reativas (PP/PA6) apresentaram diferenças na intensidade do sinal da DTR, devido à ocorrência da reação de graftização com conseqüente mudança na morfologia e no comportamento reológico. Estes resultados foram corroborados com medidas "off-line" por espectroscopia no infravermelho.

The residence time distribution (RTD) was measured on-line using light transmission in a twin-screw extruder with the detector signal being sensitive to the dispersed phase that was used as tracer. Various tracers were used in different concentrations: two pigments (TiO2 and phthalocyanine) and two polymers (polystyrene PS and polyamide-6 PA6) added as a pulse in a polypropylene PP flow. The time characteristics (delay t i, average t n, and normalised variance, <FONT FACE=Symbol>s q</FONT>²) measured at the same processing conditions are very close, inside the experimental error, indicating that the axial dispersion in this type of extruder is independent of the tracer. On the other hand, RTD curves measured using a polymer tracer (PS) dispersed in a polymer flow (PP) are shifted in time when the materials are inverted, i.e. using PP as tracer in a PS flow. The time parameters depend on the rheological characteristics of the flowing polymer, thus different polymer types show RTD curves with changes in shape and shifted in time. The detector signal intensity is dependent not only on the tracer concentration but also on the optical characteristics of the polymer/tracer pair. Reactive (PP/PA6/PP-g-AA) and non-reactive (PP/ PA6) polymer blends show differences in the RTD signal intensity due to the grafting reaction and its influence on the morphology and rheological behaviour. These results were corroborated via off-line infrared spectroscopy.

Neste trabalho o efeito da adição de 2 a 7% em peso de um copolímero tribloco estireno-b-etileno-co-butileno-b-estireno (SEBS) em uma blenda polipropileno/poliestireno de alto impacto (PP/HIPS) 70:30 foi determinado. As propriedades em tração e impacto, temperatura de amolecimento Vicat e morfologia da blenda PP/HIPS (70:30) em função da concentração de SEBS foram determinadas. As blendas foram processadas em extrusora dupla-rosca contra-rotativa interpenetrante e as amostras moldadas por compressão. Os resultados mostraram que, embora a adição do SEBS tenha promovido um aumento muito leve na resistência tênsil e no módulo elástico, observou-se um expressivo aumento no alongamento na ruptura e na resistência ao impacto das blendas; a temperatura Vicat das blendas foi superior à do HIPS e que a adição do SEBS promoveu uma redução significativa do tamanho de partícula, indicando que o SEBS exerceu um efeito emulsificante e estabilizador na morfologia das blendas investigadas. Resultados otimizados foram obtidos para a composição contendo 5% de SEBS, o que foi atribuido à uma maior compatibilidade entre as fases.

In this work the effect of a 2-7% w/w styrene-b-ethylene-co-butylene-b-styrene triblock copolymer (SEBS) addition on the properties of a 70:30 polypropylene/high impact polystyrene (PP/HIPS) polymer blend was investigated. Tensile and impact properties, the Vicat temperature and blend morphology were determined as a function of SEBS content. Processing was carried out in a twin-screw intermeshing counter-rotating extruder and the samples were compression moulded. Our results indicate that the SEBS addition, albeit promoting very slight increases on tensile strenght and modulus, led to increases on the elongation at break and impact strenght of the blends, and the Vicat temperature of the blends was higher than that of HIPS. The SEM analysis showed that SEBS addition promotes a significant reduction on particle size, which was taken as an indication that SEBS exerted an emulsifying and stabilizing effect on the morphology of the PP/HIPS blend under investigation. The best overall properties were obtained at 5 wt.% SEBS content.