Clay-containing polymeric nanocomposites and their properties

Utracki, L. A.

doi:10.1109/mei.2010.5511184

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“…Os valores de d 001 observados, intermédios entre os obtidos para argilas modificadas e não-modificadas organicamente, assim como a natureza alargada dos picos, sugerem uma morfologia intercalada [19] . Reduções no espaçamento interplanar basal de argilas organofílicas incorporadas a matrizes poliméricas foram observados em outros sistemas, e atribuídos, ou à degradação do sal orgânico durante o processamento, ou à exsudação e rearranjo do sal orgânico na galeria da argila [20,21] .…”

Section: Caracterização Dos Filmes: Drxunclassified

Influência da concentração e purificação da argila na estrutura e permeação ao vapor de água de nanocompósitos PEBDL/bentonita

et al. 2012

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IntroduçãoA preparação e adequação do desempenho materiais a aplicações específicas é um dos principais objetivos da engenharia de materiais. Uma forma de se atingir estes objetivos é através da incorporação e dispersão de cargas inorgânicas, particuladas ou fibrosas, em matrizes poliméricas. Dessa forma, obtêm-se materiais compósitos (sistemas híbridos) com propriedades superiores e distintas dos seus componentes individuais. Recentemente, observou-se que a utilização de cargas minerais dispersas em escala nanométrica na matriz polimérica resultam em produtos com propriedades semelhantes às de compósitos convencionais, porém em níveis de carregamento muito inferiores. Em outras palavras, nanocompósitos com teores de carga de 1 a 5% podem apresentar propriedades equivalentes a de compósitos convencionais ou microcompósitos com 20 a 40% de carga em escala micrométrica. O uso de baixos níveis de carga de tamanho muito diminuto resulta tanto em ganhos no processamento (menor viscosidade, menor desgaste dos equipamentos, menor consumo de energia) quanto em produtos mais leves (importante para a indústria de transportes) e mais transparentes ou translúcidos (importante para embalagens de alimentos) [1] .Os silicatos em camadas estão entre as cargas mais utilizadas para a preparação de nanocompósitos poliméricos e a argila bentonita, formada por silicatos em camadas, vem sendo muito empregada para este fim. O estado de Paraíba apresenta-se como o principal produtor de bentonitas no Brasil. Atualmente, nove empresas de mineração atuam no estado, concentradas no município de Boa Vista; dentre elas, a principal empresa produtora de bentonita no país, a Bentonit União Nordeste (BUN).Bentonitas são argilas constituídas pelo argilomineral montmorilonita (seu principal -80% -componente) e impurezas minerais (quartzo, caulinita, etc.) e orgânicas (ácidos húmicos) que representam cerca de 20% de sua massa. A montmorilonita é um mineral do grupo das esmectitas, ou seja, um aluminosilicato hidratado com estrutura cristalina formada por camadas compostas de uma de folha octaédrica (alumina) entre duas folhas tetraédricas (sílica), unidas entre si por oxigênios comuns. As camadas triplas estão unidas por ligações fracas, o que permite sua separação com relativa facilidade em condições apropriadas [2] .Substituições isomórficas do Si +4 por Al +3 na folha tetraédrica e de Al +3 por Mg +2 na folha octaédrica resultam em uma carga negativa líquida nas camadas cristalinas, que é compensada pela incorporação de cátions inorgânicos hidratados (Na + e Ca +2 predominante nas bentonitas sódicas ou cálcicas, respectivamente) no espaço entre camadas (ou espaço interlamelar) da montmorilonita. Os cátions do espaço interlamelar podem ser facilmente trocados por cátions orgânicos. Sais de amônio ou fosfônio quaternários, com volumosos grupos apolares são comumente utilizados na troca catiônica durante o processo de organofilização do argilomineral. Resumo: Este trabalho tem por objetivo a preparação, caracterização e avaliação da permeabilidade...

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Section: Caracterização Dos Filmes: Drxunclassified

Influência da concentração e purificação da argila na estrutura e permeação ao vapor de água de nanocompósitos PEBDL/bentonita

et al. 2012

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“…The most commonly used nanofillers are layered silicates [25], nano-SiO 2 [26], titanium oxide and carbon nanotubes (CNT) [4,27,28]. During combustion, composite nanoparticles can migrate to the surface of the polymer and assist in the formation of carbon layer [29,30]. The combination of nanomaterials with conventional flame retardants, leading to the formation of synergistic effect between those substances, is currently the subject of numerous studies [23,25,[31][32][33].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of flammability and smoke emission of rigid polyurethane foams modified with nanoparticles and halogen-free fire retardants

Sałasińska

Borucka

Leszczyńska

et al. 2017

J Therm Anal Calorim

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Using one-step method, rigid polyurethane foams were made, modified with developed fire retardant systems containing halogen-free flame retardants and nanofillers in the form of multi-walled carbon nanotubes or nanoscale titanium dioxide. The materials were subjected to a test using a cone calorimeter and smoke-generating chamber, and selected samples were further analyzed via thermogravimetry and oxygen index. Moreover, the products of thermal degradation of selected samples were identified using gas chromatography with mass spectrometer. Conducted flammability tests confirmed the presence of a synergistic effect between the used nanofillers and halogen-free flame retardants. It has been observed that the carbonized layer, the formation of which favored the presence of nanoadditives, inhibits the combustion process. Furthermore, nanofillers influenced favorably reduction in the amount and the number of occurring products of thermal degradation.

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“…O modelo assume que as nanoplaquetas agem como barreiras impermeáveis, criando um caminho tortuoso para a difusão das moléculas e correlaciona o coeficiente de permeabilidade (P) com a razão de aspecto (α) das nanoplaquetas segundo a Equação 1 [12,13] .…”

Section: Introductionunclassified

Influência das condições de mistura e dos teores de Acetato de Vinila e de argila nas propriedades de nanocompósitos de EVA/montmorilonita organofílica

et al. 2014

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Resumo: O copolímero Etileno Acetato de Vinila (EVA) é uma poliolefina utilizada principalmente em filmes para embalagens, onde a sua flexibilidade, tenacidade, elasticidade e transparência são atributos desejáveis. As propriedades mecânicas, térmicas e de barreira do EVA podem ser melhoradas pela incorporação de cargas inorgânicas. O EVA apresenta polaridade variável de acordo com o teor de Acetato de Vinila, o que promove a viabilidade para obtenção de nanocompósitos com argilas organicamente modificadas, tornando desnecessária a adição de agentes compatibilizantes. Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de EVA e montmorilonita organofílica comercial pelo método de intercalação do fundido em um reômetro de torque, com rotores tipo roller, a 150°C durante 10minutos, com monitoramento do torque em função do tempo. A fim de investigar a influência da polaridade do EVA, da concentração da argila e das condições de processamento nas características dos nanocompósitos, variou-se a concentração de Acetato de Vinila (19% e 28%), o teor de argila (2% e 5%) e a velocidade de rotores (60 rpm e 100 rpm). Foram avaliadas a estrutura da argila, a estabilidade térmica e as propriedades mecânicas e de barreira dos nanocompósitos, mediante as técnicas de difração de raios X, análise termogravimétrica, ensaio de tração e análises de taxa de permeabilidade ao oxigênio e ao vapor d'água. A partir dos dados de permeabilidade foi aplicado o modelo de Nielsen para avaliar o grau de esfoliação da argila. Dentre os principais resultados com o planejamento fatorial destacam-se: (a) o aumento da polaridade do EVA aumentou a permeabilidade ao oxigênio e ao vapor d'água dos materiais; (b) o teor de argila não modificou a estabilidade térmica dos nanocompósitos e a estrutura da argila; (c) o aumento da concentração da argila aumentou o módulo elástico, reduziu a deformação de ruptura e reduziu significativamente o coeficiente de permeabilidade ao oxigênio e ao vapor d'água; (d) o fator rotação não implicou em alterações significativas em nenhuma das respostas avaliadas. Palavras-chave: Nanocompósitos, EVA, permeabilidade, montmorilonita organofílica. Influence of Processing and Content of Vinyl Acetate on the Properties of Eva/ Organophilic Montmorillonite NanocompositesAbstract: The copolymer Ethylene Vinyl Acetate (EVA) is a polyolefin used mainly in packaging films, where its flexibility, toughness, elasticity and transparency are desirable attributes. The mechanical, thermal and barrier properties of EVA can be improved by the incorporation of inorganic fillers. Its polarity varies according to the content of Vinyl Acetate, which allows for nanocomposites to be obtained with organically modified clay, with no need to add compatibilizing agents. In this work nanocomposites of EVA and commercial organophilic montmorillonite were prepared by melt intercalation in a torque rheometer with rotors roller type, at 150°C for 10 minutes, monitoring the torque versus time. The concentration of Vinyl Acetate (19% and 28%), clay content (2%...

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Clay-containing polymeric nanocomposites and their properties

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Influência da concentração e purificação da argila na estrutura e permeação ao vapor de água de nanocompósitos PEBDL/bentonita

Influência da concentração e purificação da argila na estrutura e permeação ao vapor de água de nanocompósitos PEBDL/bentonita

Analysis of flammability and smoke emission of rigid polyurethane foams modified with nanoparticles and halogen-free fire retardants

Influência das condições de mistura e dos teores de Acetato de Vinila e de argila nas propriedades de nanocompósitos de EVA/montmorilonita organofílica

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