Evolução da morfologia de fases de blendas PA6/AES em extrusora de dupla rosca e moldagem por injeção

Abstract

Resumo: A evolução da morfologia de fases em blendas não reativas e reativas de poliamida-6 com copolímero de acrilonitrila/EPDM/estireno (AES) em uma extrusora de rosca dupla co-rotacional foi investigada. A evolução da morfologia de fases ao longo da extrusora de rosca dupla foi monitorada através da coleta de pequenas amostras em válvulas no barril da extrusora e caracterização por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Foram utilizados como compatibilizantes reativos os copolímeros metacrilato de metila-co-anidrido maleico (MMA-MA) e metacrilato de metila-co-metacrilato de glicidila (MMA-GMA). Os grupos anidrido maleico e epóxi nos copolímeros podem reagir com os grupos finais de cadeia da poliamida durante o processamento no estado fundido e melhorar a interação na interfase do sistema PA6/AES. A blenda PA6/AES não compatibilizada apresentou uma morfologia grosseira de fases onde a fase AES não está bem dispersa na matriz de PA6 devido à falta de interações adequadas entre os componentes da blenda. A adição do compatibilizante MMA-GMA não proporcionou boa dispersão de fases e não melhorou as propriedades mecânicas da blenda, provavelmente porque as possíveis reações no sistema são lentas e podem não ocorrer na extrusora. Por outro lado, a blenda compatibilizada com o copolímero MMA-MA apresentou uma excelente resistência ao impacto à temperatura ambiente e uma diminuição na temperatura de transição dúctil-frágil. As partículas de AES apresentam-se muito mais refinadas e sofrem uma redução significativa em seu tamanho já no início do processo de extrusão. A morfologia observada nas amostras injetadas apresentou uma boa correlação com as propriedades mecânicas obtidas. Palavras-chave: Poliamida-6, Morfologia, Compatibilização reativa. Evolution of Phase Morphology of PA6/AES Blends During the Twin Screw Extrusion and Injection Molding ProcessesAbstract: The evolution of phase morphology in non-reactive vs reactive blends with polyamide and ethylene-propylenediene elastomer grafted with styrene-acrylonitrile copolymer (AES) in a co-rotating twin-screw extruder was investigated. The morphological evolution of these blends along a twin-screw extruder was monitored by quickly collecting small samples from the melt at specific extruder barrel locations and characterizing them with a transmission electron microscope (TEM). The copolymers methyl methacrylate-co-maleic anhydride (MMA-MA) and methyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate (MMA-GMA) were used as compatibilizing agents. The maleic anhydride and the epoxy groups of the copolymers can react with the polyamide end groups during melt processing and improve the interphase interaction in the PA6/AES system. The uncompatibilized blends showed a coarse phase morphology where the AES phase is not well dispersed in the PA6 matrix due to lack of adequate interaction between the components. The addition of MMA-GMA compatibilizer neither promoted good phase dispersion or improved the mechanical properties of the blends, probably because the possible reactions ar...

Effect of compatibilization in situ on PA/SEBS blends

“…This effect can be attributed to the reaction between MA and the amine group in PA. According to Roeder et al [8] , Jiang et al [9] and Bassani et al [10] , the anhydride groups of SEBS-g-MA react with the terminal amine groups of PA 6, forming an imide group and resulting in a copolymer in situ at the interface. Figure 1 illustrates a hypothetical reaction for the formation of the PA-SEBS pair.…”

Desenvolvimento de nanocompósitos a partir de blendas com matriz de PA6

“…Para tanto, será utilizado o método de intercalação por fusão. quanto com os grupos finais amina da PA6 formando um copolímero in situ [25,26] . Para as blendas PA6/PEgMA e PA6/EG, após a reação destes copolímeros com os grupos terminais amina da PA6, o torque permaneceu praticamente constante indicando maior estabilidade após a reação.…”

“…As blendas binárias contendo os copolímeros PEgMA e EG apresentaram também um aumento no torque quando estes copolímeros foram adicionados, porém com valores menores quando comparados com o da blenda contendo o PEgAA. Sabe-se que os grupos finais amina da PA6 reagem com os grupos anidrido do PEgMA formando o grupo imida e um copolímero in situ [24,25] . Já os grupos epóxi do EG podem reagir tanto com os grupos carboxila significativo na intensidade do pico de difração da PA6.…”

Reometria de torque, propriedades mecânicas e morfologia de blendas compatibilizadas de PA6/PEAD

“…Quando o PEgMA é adicionado à blenda de PA6/ PEAD, observa-se um aumento no torque . De acordo com Roeder et al [13] , Jiang et al [14] e Bassani et al [15] , os grupos anidrido do PEgMA reagem com os grupos terminais amina da poliamida 6 formando o grupo imida e resultando em um copolímero in situ na interface. Assim como acontece com a reação entre os grupos ácidos do PEgAA e os grupos terminais amina da PA6, a reação entre os grupos anidrido do PEgMA e os grupos terminais amina da PA6 também envolve a formação de água como subproduto, que pode levar à degradação das cadeias da PA6 por hidrólise.…”

“…Quando o EMA-GMA foi adicionado à blenda de PA6/ PEAD, observou-se um aumento no torque. Segundo Koulouri et al [16] , Chiono et al [17] , e Bassani et al [15] , o grupo epóxi presente no GMA pode reagir tanto com os grupos terminais amina quanto com os grupos carboxila da PA6. Comparandose as curvas de torque em função do tempo (Figura 1) das blendas compatibilizadas, observa-se que o torque da blenda de PA6/PEgAA/PEAD foi maior que o das blendas de PA6/PEgMA/PEAD e PA6/EMA-GMA/PEAD, indicando que o PEgAA é mais reativo com a PA6 do que os compatibilizantes PEgMA e EMA-GMA.…”