Nanocompósitos de polipropileno e argila organofílica: difração de raio X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e permeação ao vapor d'água

Morelli, Fernanda C.; Filho, A. Ruvolo

doi:10.1590/s0104-14282010005000014

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“…Entre estas, a argila tem atraído considerável atenção devido à sua disponibilidade, baixo custo e significativas melhorias mecânicas. No entanto, essas melhorias só podem ser alcançadas quando as partículas de argila são devidamente dispersas em uma matriz polimérica [18][19][20][21] . Nanocompósitos poliméricos de amido preparados com diferentes tipos de nanocargas apresentam modificações em suas propriedades mecânicas, térmicas e propriedades de barreira à água [22,23] .…”

Section: Introductionunclassified

Desenvolvimento de Nanocompósitos à base de Amido de Batata

Brito¹,

Tavares²

2013

Polímeros

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Resumo: Nanocompósitos de amido de batata foram preparados pelo método de intercalação por solução, com a adição de argilas montmorilonita: organicamente modificada (Viscogel B8) e não modificada argila sódica (NT25) e de sílicas: modificada (R972) e não modificada (A200). Os nanocompósitos foram caracterizados pelas técnicas convencionais de difratometria de raios X e análise termogravimétrica. Foram caracterizados também por uma técnica denominada como não convencional, a ressonância magnética nuclear (RMN) de baixo campo, que é alternativa e efetiva na caracterização de nanocompósitos. Com ela, pode-se investigar a dispersão das nanocargas pelo grau de intercalação e/ou esfoliação, além de verificar a distribuição e modificações da mobilidade molecular da matriz polimérica. Os materiais nanoestruturados obtidos com as argilas apresentaram boa dispersão e formação de nanomateriais mistos, com diferentes graus de intercalação e esfoliação. Ao adicionar as sílicas na matriz de amido pode-se observar uma diminuição da mobilidade do material, este efeito foi observado para ambas às sílicas utilizadas. Utilizando a técnica de TGA verificou-se um ligeiro aumento na estabilidade térmica do material produzido em relação ao amido. Palavras-chave: Amido, nanocompósitos, RMN de baixo campo. Development of Nanocomposites Based on Potato StarchAbstract: Nanocomposites of potato starch were prepared by the solution intercalation method with the addition of organically modified montmorillonite clay (Viscogel B and unmodified sodic clay (NT25) as well as modified and unmodified silica (R972 and A200, respectively), using water as the solvent. The nanocomposites were characterized by conventional techniques of X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. They were also characterized using the non-conventional low-field nuclear magnetic resonance, which is an effective alternative technique for characterizing nanocompósitos. This technique allows one to investigate dispersion of nanofillers by the degree of intercalation and/ or exfoliation, in addition to determine the distribution of nanoparticles in the polymer matrix and modifications of the molecular mobility of these fillers. The nanostructured materials obtained with the clays presented good dispersion and formation of mixed nanomaterials, with different degrees of intercalation and exfoliation. The mobility of the material decreased upon adding silica in the starch matrix, which applied to both types of silica. From the TGA technique, a slight increase in thermal stability of the nanocomposite was noted in relation to the starch matrix. Keywords: Starch, nanocomposites, low-field NMR. IntroduçãoProdutos plásticos preparados a partir de polímeros sintéticos são amplamente utilizados em diversas áreas. Estes materiais não são facilmente degradáveis e causam sérios problemas ambientais. Nos últimos anos, os bioplásticos tiveram um grande interesse devido ao aumento da consciência em relação ao desenvolvimento sustentável [1][2][3][4][5] . O amido, um dos polímeros nat...

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Section: Introductionunclassified

Desenvolvimento de Nanocompósitos à base de Amido de Batata

Brito¹,

Tavares²

2013

Polímeros

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“…Estudos sobre nanocompósitos PP/argila organofílica são amplamente divulgados na literatura [4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20] . Entretanto, o número de publicações sobre filmes de nanocompósitos PP/argila organofílica para aplicação no setor de embalagens alimentícias é limitado [21][22][23] e a literatura tem mostrado que, ao contrário dos nanocompósitos preparados com matrizes polares como poliamidas, poliésteres e policarbonatos, os preparados com matrizes apolares poliolefínicas não tem apresentado melhoramentos significativos nas propriedades mecânicas e de barreira, o que tem sido atribuído a fraca adesão interfacial polímero/argila [20] . Além disso, nestes estudos, as argilas organofílicas empregadas são geralmente produtos comerciais, tais como Cloisites e Nanomers® fornecidas pela Southern Clay Company e Nanocor, respectivamente [24][25][26][27][28][29][30][31][32] , que são de custo elevado.…”

Section: Introductionunclassified

Desenvolvimento de filmes de nananocompósitos polipropileno/argila organofílica para embalagens

Araújo¹,

Mesquita²,

Canedo³

et al. 2012

Polímeros

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Resumo: Neste trabalho foram preparados filmes de nanocompósitos de polipropileno (PP) contendo 1% em massa de bentonita modificada organicamente com tecnologia nacional (APO). Polipropileno enxertado com anidrido maleico (PP-g-AM) e copolímero de etileno e álcool vinílico (EVOH) foram utilizados como agentes compatibilizantes. Os nanocompósitos foram preparados através da intercalação no estado fundido em extrusora de filme plano. A influência do tipo e do teor de compatibilizante e do tipo de polipropileno, na morfologia, propriedades mecânicas e de barreira ao vapor d'água dos referidos filmes foi investigada. Os dados de difração de raio X evidenciam que apesar da morfologia dos nanocompósitos ter sido afetada pelo tipo de compatibilizante, esta praticamente não variou com o teor de compatibilizante utilizado. As morfologias e as propriedades de barreira ao vapor d'água dos nanocompósitos preparados com os polipropilenos PP H401 e PP H07D-00 são semelhantes. Entretanto, aqueles preparados com PP H07D-00 apresentaram melhores propriedades mecânicas, excetuando a resistência da termossoldagem à tração, do que os preparados com a matriz polimérica PP H401, e a transparência dos nanocompósitos preparados com PP H07D-00 foi idêntica à da matriz polimérica sem argila. Os resultados indicam que os filmes de nanocompósitos PP H07D-00 compatibilizados com 15% de PP-g-AM e contendo 1% de argila organofílica APO podem ser promissores para aplicação em embalagens. Palavras-chave: Filmes de nanocompósitos, argila organofílica, polipropileno, compatibilizante. Development of Polypropylene/Organoclay Nanocomposite Films for PackagingAbstract: This work deals with polypropylene (PP) nanocomposite films containing 1 wt. (%) bentonite clay organically modified with national technology (APO). Maleic anhydride grafted polypropylene (PP-g-MA) and ethylene vinyl alcohol (EVOH) were used as compatibilizing agents. Nanocomposites were prepared by melt intercalation in a flat film extruder. An investigation was made of the influence from the type and content of compatibilizer and type of polypropylene on the morphology, mechanical properties and barrier properties to water vapor of these films. X-ray diffraction data show that while the nanocomposite morphology was affected by the type of compatibilizer, it was relatively insensitive to its content. The morphologies and barrier properties to water vapor of the nanocomposites prepared with the two polypropylenes (PP H401 and PP H07D-00) were similar. However, except for the heat sealing properties, those prepared with PP H07D-00 showed better mechanical properties. The transparency of P715AMAPO nanocomposite was similar to that of the P715AM matrix. The results indicated that PP H07D-00 nanocomposite films compatibilized with 15% PP-g-AM and containing 1% APO organoclay may be promising for packaging applications. Keywords: Nanocomposite films, organoclay, polypropylene, compatibilizer. IntroduçãoCom o advento dos nanocompósitos poliméricos, as indústrias de embalagens vêm vislumbran...

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“…A melhora observada na resistência à tração e no alongamento à ruptura após quatro ciclos de reciclagem devem ser uma reflexo de uma melhora na homogeneização e dispersão da nanoargila na matriz polimérica pelo fato do material ter sido fundido e misturado quatro vezes na rosca transportadora da injetora. Dos trabalhos disponíveis na literatura sobre nanocompósitos de matrizes olefínicas (polipropileno), observou-se que a compatibilidade em termos de adesão interfacial polímero/nanoargila ainda é um desafio em aberto, fato comprovado pela pouca influência do argilo-mineral nas propriedades mecânicas destes materiais, assim como na dificuldade para se obter um bom nível de esfoliação do argilo-mineral MORELLI e RUVOLO FILHO [13] .…”

Section: Resistência à Traçãounclassified

Influência do teor de argila nas propriedades do polipropileno e a reciclagem dos nanocompósitos obtidos por injeção

et al. 2018

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RESUMONeste trabalho foram preparados nanocompósitos de polipropileno e montmorilonita organofílica PP/MMTO, nas concentrações de 1, 2, 5 e 7% pela técnica de intercalação fundida diretamente em uma injetora hidráuli-ca monorosca. O material obtido foi processado, obtendo corpos de prova chamados de primários em formato de gravata. O reprocessamento foi realizado com a moagem do material em um moinho de facas. Logo após, o material moído foi injetado novamente obtendo o segundo ciclo do material e, posteriormente, até atingir o quarto ciclo. As amostras foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaio mecânico sob tração, análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados de resistência à tração e módulo de Young para as formulações contendo nanoargila não apresentaram alterações significativas, fazendo com que a nanoargila atuasse como carga. As análises de TGA mostraram que quando adicionado 2% MMTO, a temperatura de degradação (T onset ) aumentou 17,10% quando comparada com o PP, sendo esse o melhor resultado encontrado. As curvas de DSC não mostraram variação na temperatura de fusão (T m2 ) para as formulações contendo MMTO e também não para as formulações reprocessadas. Já o grau de cristalização (αc) apresentou variações significativas, tendo como destaque a formulação com 5% de MMTO, onde o αc foi 66,70%, cerca de 26,80 % superior ao polipropileno.Palavras-chave: injeção, montmorilonita organofílica, nanocompósitos, polipropileno, reciclagem. ABSTRACTIn this work, polypropylene and organophilic montmorillonite PP/MMTO nanocomposites were prepared at the concentrations of 1, 2, 5 and 7 % were prepared through the melt intercalation by directly at the single screw hydraulic injector. The obtained material was processed, obtaining specimens called ties in the form of ties. Reprocessing was performed by milling the material in a knife mill. Soon after the ground material was injected again obtaining the second cycle of the material and, later, until reaching the fourth cycle. The samples were evaluated by scanning electron microscopy (SEM), mechanical tensile test, thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The results of tensile strength and Young's modulus for the nanoclay containing formulations did not show significant changes, causing the nanoclay to act only as a charge. The TGA analysis showed that when 2% MMTO was added, the degradation temperature (Tonset) increased 17.10% when compared to PP, which was the best result found. The DSC curves did not show variation in the melt temperature (Tm2) for the formulations containing MMTO and also for the reprocessed formulations. On the other hand, the degree of crystallization (αc) showed significant variations, with emphasis on the formulation with 5% MMTO, where αc was 66.70%, about 26.80% higher than PP.

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Nanocompósitos de polipropileno e argila organofílica: difração de raio X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e permeação ao vapor d'água

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Desenvolvimento de Nanocompósitos à base de Amido de Batata

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Influência do teor de argila nas propriedades do polipropileno e a reciclagem dos nanocompósitos obtidos por injeção

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