• Mensagem do Presidente da ABPol Seção Editorial

    Mauler, Raquel S.
  • Editorial Seção Editorial

  • Nanocompósitos de Poli(Cloreto de Vinila) (PVC)/argilas organofílicas Seção Técnica

    Souza, Michelle A.; Pessan, Luiz A.; Rodolfo Jr., Antonio

    Abstract in Portuguese:

    O interesse pelo desenvolvimento de nanocompósitos com matrizes poliméricas aumentou significativamente nos últimos anos, levando a uma grande quantidade de trabalhos publicados e de grupos de pesquisa e desenvolvimento interessados e trabalhando nesta importante área. Em geral, os materiais inorgânicos não apresentam uma boa interação com polímeros orgânicos, o que é desejável para obter um bom estado de dispersão no sistema e otimização de desempenho. Em função desta característica dos sistemas polímeros orgânicos/materiais inorgânicos como argila, tem-se buscado uma solução para este problema através de tratamentos prévios de superfícies das argilas com modificadores orgânicos. Os nanocompósitos poliméricos utilizando argila usualmente apresentam propriedades mecânicas e térmicas bastante atrativas e superiores aos compósitos convencionais, bem como valores reduzidos de permeabilidade, melhor resistência química a solventes e maior retardância a chama. Nas últimas décadas, nanocompósitos de policloreto de vinila (PVC) também têm sido preparados através de intercalação no estado fundido e apresentam resultados interessantes mas ainda com possibilidades de melhoria em função do potencial do material e de estudos similares com outras matrizes termoplásticas. O PVC é um material muito mais versátil e devido à sua necessidade de formulação mediante a incorporação de aditivos, o PVC pode ter suas características alteradas dentro de um amplo espectro de propriedades em função da aplicação final e características finais desejadas. Entretanto, devido a suas desvantagens inerentes, tais como baixa resistência à fratura, baixa estabilidade térmica e produção de fumaça escura durante sua combustão, o PVC e seus compósitos estão sujeitos a algumas limitações em certas aplicações. Dessa forma, o desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos é uma alternativa promissora para tentar superar essas limitações e possibilitar o desenvolvimento de novos produtos com desempenho e propriedades diferenciados.

    Abstract in English:

    In recent years, organic-inorganic nanocomposites have received great attention due to the excellent possibility of improving the mechanical, thermal and barrier properties of polymer matrix by the addition of small amounts of nanoscaled inorganic fillers to it. Nanoscale silicate layers of organically modified clay are usually dispersed in a polymer matrix to improve its properties. Because of the nanoscale effects, polymer/silicate layers of organically modified nanocomposites often exhibit significant improvement in strength, modulus, thermal resistance, and gas permeability barrier properties with far less silicate content than regular filler used those in conventionally filled polymer composites. Poly(vinyl chloride) (PVC), as an important commercial polymer, has been studied and used widely in industrial fields for many years. However, due to its inherent limitations, such as low thermal stability, brittleness and smoke evolution, PVC and its composites usually face some limitations in certain applications. Therefore, it is necessary to develop new PVC products with differentiated properties and performance in order to yield high added values and broaden PVC applications and in this regard the development of nanocomposites of PVC / silicates presents a very interesting way to prepare high performance PVC composites.
  • A comparative study of effect of compatibilization agent on untreated and ultrasonically treated waste ground rubber tire and polyolefin blends

    Kim, Jin Kuk; Lee, Sung Hyo; Balasubramanian, Maridass

    Abstract in English:

    The development of thermoplastic elastomer blends from waste tire powder and two polyolefins, Viz. maleic anhydride grafted polypropylene and LDPE, was studied. The polymer blends were processed using a twin-screw extruder equipped with a well-designed screw configuration. The blends studied contained a dispersed phase of waste rubber powder obtained from waste tire in a thermoplastic matrix. The effect of ultrasonic treatment on the rubber powder was compared. Contrary to our expectation, ultrasonically treated samples gave poor mechanical properties compared to untreated samples. Significant improvement in the mechanical properties was obtained with the addition of maleic anhydride-grafted styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS-g-MA) as a compatibilizer in treated and untreated waste tire powder / polyolefin blends.
  • Copolimerização em emulsão de acetato de vinila e acrilato de butila com alto teor de sólidos Seção Técnica

    Palma, Mauri; Giudici, Reinaldo

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho foi investigada a influência da concentração de uma mistura dos emulsificantes nonilfenol etoxilado e sulfato sódico de nonilfenol etoxilado (não iônico e iônico, respectivamente) e concentração de protetor coloidal, poli (álcool vinílico) na estabilidade coloidal de látices do copolímero acetato de vinila (AV)/acrilato de butila (AB) com alto teor de sólidos. Foram determinados o teor de sólidos e o tamanho médio das partículas ao longo da reação e foram obtidas as viscosidades das emulsões finais. Os ensaios foram realizados de acordo com um projeto fatorial com 3 níveis de concentração de emulsificantes e de protetor coloidal. Foi verificado que são necessárias maiores quantidades relativas de emulsificantes e de protetor coloidal pela massa total de monômeros para se obter látices estáveis com teores de sólidos de 70 e 73% (m/m). Os tamanhos médios das partículas no final de cada ensaio foram relativamente elevados (800 a 1000 nm) e as viscosidades a 20°C relativamente baixas (500 mPa.s) para teor de sólidos de 67% (m/m); para teor de sólidos de 70% (m/m) as viscosidades variaram de 5.000 a 10.000 mPa.s e para teor de sólidos de 73% (m/m) a viscosidade foi de 365.000 mPa.s.

    Abstract in English:

    In this work the influence of the concentration of ionic (alkyl phenol polyglycol ether sodium sulfate), and non-ionic (alkyl phenol polyglycol ether), surfactants mixture and of protective colloid (polyvinyl alcohol) on the colloidal stability of high solid contents butyl acrylate/vinyl acetate copolymers latexes was investigated. Solid contents and particle diameter were determined along the reaction and, at the end of each run, also the emulsion viscosity. The experiments were carried out according to a factorial design with three levels of surfactant and protective colloid concentrations. Higher amounts of surfactant and protective colloid per total monomers were required for the colloidal stability of emulsions with total solid contents of 70 and 73 wt. (%). The particle diameters at the end of the experiment were rather large (800 to 1000 nm) and the viscosities at 20 °C rather small (500 mPa.s) for solid contents of 67 wt. (%); for higher values of solid contents (70 and 73 wt. (%)) the viscosities were as high as 5000 to 10000 and 365000 mPa.s, respectively.
  • Estudo cinético da reação heterogênea de despolimerização do PET pós-consumo em meio alcalino: influência da velocidade de agitação Seção Técnica

    Curti, Priscila S.; Ruvolo Fº, Adhemar

    Abstract in Portuguese:

    Existe grande preocupação ambiental e econômica quanto à reutilização dos materiais poliméricos pós-consumo, devido ao grande volume de descarte destes nos lixos urbanos e ao valor agregado que esses materiais apresentam. Por isso existem vários estudos relacionados à pesquisa para o desenvolvimento de métodos de reciclagem mecânica e química dessa categoria de materiais, principalmente o PET. Neste trabalho o PET pós-consumo, obtido a partir de garrafas, foi submetido à reciclagem química usando solução de hidróxido de sódio em etilenoglicol. Foi verificado que o rendimento da reação e a cinética de despolimerização foram influenciadas pela velocidade de agitação do meio reacional. A 1360 rpm a resistência ao processo de transferência de massa do produto sólido a partir da superfície das amostras de PET não reagidas para a solução foi eliminada e a reação passou a ser controlada pela etapa química. A equação cinética deduzida a partir do modelo considerando o meio heterogêneo apresentou boa concordância com os resultados experimentais e os valores das constantes de velocidade aparentes foram altos, comparados com valores de outros trabalhos da literatura. Estes resultados sugerem que o meio alcalino usado é bastante eficiente, pois a 1360 rpm e a 170 °C apenas 6 min foram suficientes para obter 100% de tereftalato de dissódio.

    Abstract in English:

    There is an environmental and economic concern related to recycling waste polymers, due to its high accumulation in the domiciliary urban waste and due to the aggregated value of these materials. Thus, many studies of mechanical and chemical recycling of waste plastics, mainly PET, have been proposed. In this work, waste PET obtained from bottles was submitted to chemical recycling using a solution of sodium hydroxide in ethylene glycol. The reaction extent and the kinetics were seen to be influenced by the stirring rate in the solution. At 1360 rpm, the mass transfer resistance of the product from the unreacted PET surface to the solution was eliminated, and the reaction rate became controlled by the chemical process. The kinetic equation derived from a model with a heterogeneous medium fitted the experimental results well, and the apparent rate constants were higher than those cited in the literature. These results suggest that the alkaline medium used is very efficient and only 6 minutes were sufficient to obtain 100% of sodium terephthalate yield at 1360 rpm and 170 °C.
  • Eletrofiação do poli (álcool vinílico) via solução aquosa Seção Técnica

    Guerrini, Lilia M.; Branciforti, Márcia C.; Bretas, Rosario E. S.; Oliveira, Maurício P. de

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho foi sintetizado o poli(álcool vinílico) (PVOH) através da hidrólise alcalina do poli (acetato de vinila). As mantas nanofibrílicas de PVOH foram processadas através da eletrofiação das soluções de PVOH/água e PVOH/água/cloreto de alumínio, ambos na concentração de 12,4% m/v. A morfologia das fibras foi analisada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). O grau de cristalinidade dos materiais foi medido por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difração raios x de alto ângulo (WAXD). Os efeitos da tensão elétrica aplicada e da presença de cloreto de alumínio foram verificados na morfologia e no diâmetro médio das fibras de PVOH. Os resultados obtidos mostraram que as fibras de PVOH na ausência do cloreto de alumínio apresentaram diâmetros maiores do que na presença do cloreto de alumínio devido à diferença observada na condutividade elétrica das soluções. Variando-se a tensão de 15 a 18 kV foi observado um decréscimo 140 nm no diâmetro médio das fibras. A cristalinidade das fibras eletrofiadas com sal e sem sal é menor do que para o PVOH isotrópico.

    Abstract in English:

    Poly(vinyl alcohol) (PVOH) was prepared by solution polymerization of vinyl acetate. PVOH nanofibers were produced by electrospinning in aqueous solution of 12.4% w/v with and without 1% v/v of aluminum chloride. The nanofiber morphology was observed using a scanning electron microscope (SEM). The degree of cristallinity was measured by differential scanning calorimetry (DSC) and wide-angle x ray diffraction (WAXD). The effects of electric voltage and the addition of aluminum chloride were verified on the morphology and average fiber diameter. The results showed that the PVOH nanofibers without aluminum chloride had diameters higher than the nanofibers prepared with the salt due to the different electrical conductivity of the solutions. A decrease of 140 nm on the average diameter fibers was observed when the voltage varied from 15 to 18 kV. The nanofibers crystallinity with and without salt was lower than the isotropic PVOH.
  • Correlação entre o Índice de Fluxo à Fusão e a Função da Distribuição de Cisão de Cadeia durante a degradação termo-mecânica do polipropileno Seção Técnica

    Cáceres C., Carlos A.; Canevarolo, Sebastião V.

    Abstract in Portuguese:

    Mudanças no Índice de Fluxo à Fusão (MFI) foram correlacionadas com o deslocamento da curva de distribuição de massa molar (MWD) geradas pela degradação termo-mecânica do polipropileno (PP) sujeito a múltiplas extrusões. A degradação foi modelada utilizando-se a Função de Distribuição de Cisão de Cadeia (CSDF), que pode quantificar o deslocamento da curva de distribuição de massa molar com o número de extrusões. O efeito normalmente envolve a redução da massa molar, o que implica em valores positivos da CSDF e redução da viscosidade do estado fundido. O deslocamento da massa molar média (LogMw(0) - LogMw(D)), calculado a partir das massas molares ponderais médias, antes e após a degradação, se sobrepõe às curvas de CSDF e apresenta uma relação linear com os valores de MFI. O processo de degradação termo-mecânica do polipropileno pode ser mais bem visualizado correlacionando-se curvas de CSDF e os valores de MFI.

    Abstract in English:

    Changes in the Melt Flow Index were related to the shift in the Molecular Weight Distribution Curve (MWD) produced by the thermo-mechanical degradation of polypropylene (PP) during multiprocessing. The degradation was modelled using the Chain Scission Distribution Function (CSDF), which quantifies the shift in the molecular weight distribution curve as a function of the number of extrusions. The effect is normally the reduction of the molecular weight, which means positive values for CSDF and reduction of the polymer melt viscosity. The average molecular weight shift (LogMw(0) - LogMw(D)) calculated from the average weight molecular weight before and after the degradation overlaps the CSDF curve and shows a linear relationship with the MFI values. The thermo-mechanical degradation process of polypropylene can be better visualized when CSDF curves are correlated with MFI values.
  • O efeito de EPDM modificado com grupos mercapto ou tioacetato na cinética de vulcanização de misturas NR/EPDM Seção Técnica

    Sirqueira, Alex S.; Soares, Bluma G.

    Abstract in Portuguese:

    A cinética de vulcanização de misturas envolvendo borracha natural (NR) e copolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) na proporção 70:30 % em peso foi estudada em função da compatibilização. Para esse estudo foram utilizados 2,5 phr de EPDM funcionalizado com grupos tioacetato (EPDMTA) ou mercaptana (EPDMSH). O estudo foi realizado em reômetro de disco oscilatório (curômetro). Ambos os copolímeros funcionalizados atuaram como aceleradores do processo de vulcanização das misturas NR/EPDM (70:30) na presença de enxofre e CBS, sendo EPDMSH mais efetivo do que EPDMTA pelo modelo de Chough e Chang. Entretanto, ao utilizar o modelo de Coran, observou-se que EPDMTA e EP-DMSH atuam em distintas etapas da vulcanização: EPDMSH atua preferencialmente no início do processo de vulcanização enquanto que EPDMTA aumenta a velocidade da formação das reticulações propriamente ditas. Além disso, EPDMTA diminuiu consideravelmente a tendência à degradação de reticulações, indicada pela menor taxa de reversão.

    Abstract in English:

    Vulcanization kinetics for natural rubber (NR)/ ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) blends was studied as a function of the compatibilization, by using an oscillatory disk rheometer. For this study, 2.5 phr of thioacetate- (EPDMTA) or mercapto-modified EPDM (EPDMSH) were employed in blends vulcanized with sulfur/CBS curing system. Both functionalized copolymers increased the curing velocity of the blends, but the higher overall rate was achieved with EPDMSH-modified systems, using the Chough and Chang model. However, when using the Coran model, we observed that they act in distinct vulcanization steps: EPDMSH acts preferentially at the beginning of the curing process whereas EPDMTA increases the rate of the crosslink formation. In addition, EPDMTA decreased the tendency for crosslink decomposition, as indicated by the lower value of reversion degree.
  • Determinação da constante cinética de cristalização não-isotérmica de polipropilenos modificados com ácido acrílico e anidrido maleico Seção Técnica

    Carvalho, Benjamim de M.; Bretas, Rosario E. S.

    Abstract in Portuguese:

    O propósito do presente trabalho foi testar a validade do Método da Curva Mestre para a determinação da constante de cristalização não-isotérmica de polipropilenos modificados com anidrido maleico e ácido acrílico. Experimentos de cristalização não-isotérmica foram realizados a diversas taxas de resfriamento por meio de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Para serem usadas no Método da Curva Mestre, as curvas originais obtidas em DSC foram corrigidas em termos da defasagem de temperatura entre a amostra polimérica e o forno do equipamento. A equação de Nakamura e a constante de cristalização determinada foram utilizadas para simular as curvas de cristalinidade relativa em função da temperatura para as diversas taxas de resfriamento. As curvas simuladas apresentaram boa concordância com as curvas experimentais para ambas as amostras de polipropileno modificado, mostrando que o Método da Curva Mestre pode ser empregado com sucesso para este polímero.

    Abstract in English:

    The purpose of the present work was to evaluate the Master Curve Approach in the determination of the non-isothermal crystallization constant, for samples of two modified polypropylenes (grafted maleic anhydride and grafted acrylic acid polypropylenes). Non-isothermal crystallization experiments were carried out in a differential scanning calorimeter, DSC, at several cooling rates. The original DSC curves were corrected for the temperature lag between the sample and the DSC furnace. The Nakamura equation and the non-isothermal crystallization constant obtained by the Master Curve Approach were employed to simulate the curves of relative crystallinity as a function of temperature, for the different cooling rates. The generated curves presented good agreement with the experimental data for both samples of grafted polypropylene, showing that the Master Curve Approach can be successfully employed for these polymers.
  • Craqueamento catalítico de polietileno em condições de refinaria: produção de frações combustíveis Seção Técnica

    Ribeiro, Alessandra M.; Machado Júnior, Hélio F.; Costa, Dilma A.

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho foi realizado em uma unidade de teste de microatividade para estudar o processo de craqueamento catalítico das cargas combinadas de polietileno de baixa densidade e polietileno de alta densidade com vaselina, frente a catalisadores comerciais de FCC (alta e baixa atividades), para avaliar a produção das frações combustíveis (gasolina, diesel e resíduo). As cargas combinadas de PEBD e PEAD/vaselina foram processadas em condições de refinaria. Para as cargas de PEBD/vaselina, a 2, 6 e 10% p/p, a produção da fração gasolina foi favorecida pelo catalisador de alta atividade, enquanto que a carga de PEAD/vaselina a 2% p/p, para produção da mesma fração, o catalisador de baixa atividade apresentou melhor eficiência. Todas as cargas combinadas, nas diversas concentrações, mostraram que o material inerte (caulim) apresenta maior atuação, na produção da fração resíduo, indicando a ocorrência preferencial de craqueamento térmico.

    Abstract in English:

    This work was carried out in an unit of microactivity test, to study the process of combined feeds of low density and high density polyethylenes with vaseline and commercial FCC catalysts (of low and of high activities), to evaluate the production of fuel fractions (gasoline, diesel and residue). The combined feeds of PEBD and PEAD/vaseline, at different concentrations, were processed under refinery conditions. For feeds of PEBD/vaseline at 2, 6 and 10% w/w, production of the gasoline fraction was favored with the high-activity catalyst, while for the PEAD/vaseline feed at 2%, in the production of the same fraction, the low-activity catalyst presented better performance. For all the combined feeds, in all concentrations, the inert material showed better performance for the production of residue fraction, indicating the preferential occurrence of thermal cracking.
  • Inscription of local surface relief gratings with a Scanning Near-field Optical Microscope on an azo-polymer film

    Bechtold, Ivan H.; Stiller, Burkhard; Brehmer, Ludwig; Oliveira, Elisabeth A. de

    Abstract in English:

    A Scanning Near-field Optical Microscope (SNOM) was used to inscribe locally limited Surface Relief Gratings (SRGs) on pDR1M, which is an azo-polymer film. The influence of parameters such as the line scanning time and the line spacing on the amplitude and the period of the gratings is discussed. SRGs have been used to orient Liquid Crystals (LCs), where the LC alignment takes place due to the elastic distortions of the nematic medium close to the surface. In addition, the photoalignment of the azo-chromophores was also used to induce LC alignment. In this work we investigate the use of local SGRs together with the photoalignment to get a local control of the LC alignment properties. The advantage of this method is that it is reversible and the gratings can easily be erased.
  • Análise termodinâmica do comportamento mecânico na região elástica de blendas de poli (tereftalato de etileno) reciclado e poliolefinas recicladas Seção Técnica

    Marconcini, José M.; Ruvolo Filho, Adhemar

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho descreve o estudo de blendas de poli(tereftalato de etileno) reciclado e poliolefinas recicladas, com e sem adição de polipropileno funcionalizado com anidrido maleico e poli(etileno-co-octeno-1) utilizando ensaios mecânicos e microscopia eletrônica de varredura. Foi aplicado um formalismo termodinâmico com base na função trabalho de Helmholtz para o comportamento mecânico na região elástica, correlacionando-se com o armazenamento de energia elástica para os materiais estudados. Também foi analisada a dissipação de energia relativa ao fenômeno elasto-plástico na região de baixas deformações. Para as blendas estudadas, observou-se que o armazenamento de energia e o efeito do compatibilizante são muito mais acentuados na região rica em poliolefinas, corroborando com as imagens da morfologia observadas via microscopia eletrônica. A análise termodinâmica apresentada mostrou-se uma ferramenta útil e confiável e de baixo custo, para avaliar o efeito de compatibilização de sistemas poliméricos imiscíveis. No presente trabalho, particularmente para a avaliação do comportamento mecânico de misturas de materiais "commodities" reciclados.

    Abstract in English:

    This work describes the study using mechanical tests with the blend of recycled poly(ethylene terephthalate) (PET) and recycled polyolefin with and without the addition of polypropylene grafted with maleic anhydride and poly(ethylene-co-octene-1). A thermodynamic approach based on the Helmholtz work function was applied in the analysis of mechanical tests, correlating the effects of energy storage and from the compatibilizer on the elastic region of the materials. For the system studied, the polyolefin-rich region shows higher storage of elastic energy corroborating the morphology images obtained from SEM analysis. The thermodynamic analysis seems a useful tool to evaluate the compatibilizer effect in polymeric immiscible blends. In this work, more specifically, this method was used to analyze the mechanical behavior of different compositions of recycled polymeric commodity materials.
  • Fiberglass wastes/polyester resin composites: mechanical properties and water sorption

    Araújo, Edcleide M.; Araújo, Kasselyne D.; Pereira, Osanildo D.; Ribeiro, Pollyana C.; Melo, Tomás J. A. de

    Abstract in English:

    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.
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