Influência das condições de processamento nas propriedades mecânicas de compósitos de polipropileno com fibras de vidro

Abstract

A eficiência de reforçamento de termoplásticos com fibras de vidro (FV) curtas depende da preservação do comprimento médio da FV (Ln) durante o processamento e da otimização das interações na interface fibra-polímero. Investigamos neste trabalho, a influência das variáveis materiais e de processamento (viscosidade, temperatura, rotação e configuração da rosca) numa extrusora dupla-rosca e das interações interfaciais com agente de acoplagem (aminosilano) e compatibilizante interfacial (PP-g-MAH) nas propriedades mecânicas de compósitos de polipropileno (PP) com 30% em peso de FV. As variáveis que contribuíram para a preservação do Ln da FV na extrusora foram aquelas que permitiram a menor viscosidade da matriz na zona de mistura da FV na extrusora, enquanto aumento na rotação e perfil de cisalhamento mais intenso da rosca, apesar de reduzirem o Ln da FV, contribuíram para maior molhamento/adesão interfacial da FV pela matriz, resultando em superior resistência à tração (smáx) e inferior resistência ao impacto Izod (RI) dos compósitos. O uso de PP-g-MAH resultou em aumentos substanciais na smáx e RI do compósito, em função do compatibilizante interfacial influir positivamente tanto na preservação do Ln da FV como na melhoria da adesão interfacial fibra-polímero, confirmada por análise morfológica MEV de superfícies crio-fraturadas.

Modificação nas características da interface/interfase em compósitos de polipropileno/fibras de vidro com compatibilizante PP-g-MAH e sua influência nas propriedades mecânicas

“…A preparação dos compósitos de PP com 30 % de FV foi efetuada numa extrusora rosca-dupla co-rotacional, ZSK-30 da Werner & Pfleiderer (L/D = 35). A seleção do PP e a definição das variáveis de processamento foram estabelecidas num trabalho anterior [8] , onde se buscou características reológicas que propiciassem melhor molhamento e encapsulamento das FV sob condições otimizadas durante o processo de compostagem. O compatibilizante interfacial reativo de PP-g-MAH (com 0,5% de MAH) foi o Polybond 3150 (MFI=50,0 g/10min) da Uniroyal, empregado na concentração de 0-5-15 % em peso do compósito PP/FV30 (correspondendo à 0 %, 0,083 % e 0,25 % em peso de FV), e estas formulações foram denominados de PP/FV30, PP/ FV30/MAH5 e PP/FV30/MAH15 respectivamente.…”

Estudo da substituição do nylon por compósito de polipropileno com fibra de vidro

“…Já para os compósitos com 20% e 30% de fibra de vidro os valores das tensões de escoamento foram de 60MPa e 78MPa respectivamente, ou seja, consideráveis aumentos no valor da tensão de escoamento de 53%, 69% e 120% para os corpos de prova com 15%, 20% e 30% de fibra de vidro. Os valores encontrados assemelham se aos valores obtidos por [9].…”

“…Na Figura 3(b) e 3(c) podem ser observados vazios provenientes das fibras arrancadas (pull out) e fibras quebradas observadas também em parte do trabalho de [9]. Visualmente percebe-se também uma maior concentração de fibras com o aumento do seu percentual.…”

Obtention and Characterization of Polypropylene, Calcium Carbonate and Poly(ethylene-co-vinyl acetate) Composites

“…All these good properties contribute to its extensive range of applications [5]. The use of polypropylene as polymer matrix to obtain composite materials is still the subject of scientific research and technological development, due to the large attractive low cost of these composites for several different applications [5,6]. The major advantage of introducing fillers on polypropylene is the increase in stiffness of the composites obtained, which is particularly important in applications where these materials are exposed to high temperatures.…”