Obtaining nanocomposites of polyamide 6 and cellulose whiskers via extrusion and injection molding

Corrêa, Ana Carolina; Teixeira, Emerson Luiz; Carmona, Vitor Brait; Teodoro, Kelcilene B. R.; Ribeiro, Cauê; Mattoso, Luiz H. C.; Marconcini, J. M.

doi:10.1007/s10570-013-0132-z

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“…As amostras apresentaram teor de resíduos em 700°C inferior a 2%. Corrêa e colaboradores [9] demonstraram que concentrado de nanocristais de celulose revestidos com poliamida 6 apresentou elevada estabilidade a degradação térmica. Nanocristais de celulose apresentaram temperatura inicial de degradação térmica (T i ) de 180…”

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“…É comum para compósitos reforçados com celulose o aumento do módulo elástico, uma vez que a celulose é um material de alta cristalinidade que pode agir como entrecruzador físico, melhorando a rigidez do material [15,[20][21][22][23]. O aumento no módulo elástico é um forte indicativo que a nanocelulose está dispensa de forma uniforme na matriz polimérica e que a adesão interfacial é garantida pela formação de ligações de hidrogênio entre os grupos hidroxilas da celulose e os grupos aminas da matriz polimérica [8,9]. Com a adição de 2% de NFC (amostra PA-P2) o aumento foi menor, apenas 5%.…”

Section: Figuraunclassified

“…Em paralelo a esse cenário, pesquisadores têm focado seus trabalhos no processamento de nanocompósitos, devido aos fortes efeitos de reforço a uma fração de volume baixo [5][6][7][8][9]. Na nanoescala surgem novos fenômenos que não aparecem na macroescala.…”

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“…As poliamidas alifáticas são muito conhecidas na indústria de plásticos de engenharia e podem ser produzidas comercialmente por condensação de diaminas com os ácidos dibásicos, pela auto-condensação de um aminoácido ou pela polimerização com abertura de anel de uma caprolactana [13]. Apesar do grande interesse tecnológico nas poliamidas, apenas alguns estudos de compósitos poliméricos de poliamidas 6 e 6,6/celulose foram publicados [4,8,9,14]. O principal desafio no desenvolvimento desses compósitos está relacionado com a baixa estabilidade térmica dos materiais celulósicos e a relativa alta temperatura necessária no processamento convencional das poliamidas.…”

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“…Qua e Hornsby [8] obtiveram filmes de compósitos de poliamida 6 reforçados com nanocristais de celulose via solução casting. No estudo de Corrêa e colaboradores [9], nanocristais de celulose foram revestidos com poliamida 6, resultando em um material com maior estabilidade térmica, o qual foi utilizado na obtenção de nanocompósitos com poliamida 6 processados no estado fundido a altas temperaturas.…”

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Estudo da estabilidade térmica e propriedades mecânicas de nanocompósitos de poliamida 6,6 com nanofibras de celulose

Benaducci

Branciforti

2016

Matéria (Rio J.)

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RESUMONeste estudo, a estabilidade térmica e as propriedades mecânicas da poliamida 6,6 (PA) e de seus nanocompósitos com nanofibras de celulose (NFC) foram investigadas. Objetivando a dispersão uniforme da NFC na PA e o processamento a altas temperaturas, os materiais foram inicialmente pré-misturados em solução e posteriormente processados por extrusão e moldagem por injeção. Os resultados obtidos por análise termogravimétrica confirmaram a maior estabilidade térmica das amostras sem NFC em relação as amostras com NFC. A pré-mistura e o processamento influenciaram na estabilidade térmica das amostras. Os resultados obtidos por ensaio de tração revelaram que a adição de 1% de NFC levou a um aumento médio de 16% no módulo elástico em relação a PA pura. A pré-mistura e a incorporação das NFC´s não prejudicaram o módulo elástico e a resistência máxima à tração, podendo indicar uma alternativa de uso para poliamida 6,6, dependendo da aplicação final do material.Palavras-chave: Nanofibras de celulose, poliamida 6,6, nanocompósitos estabilidade térmica, propriedades mecânicas. ABSTRACTIn this study, the thermal stability and mechanical properties of polyamide 6.6 (PA) and their nanocomposites with cellulose nanofibers (CNF) were investigated. In order to have uniform dispersion of CNF in the PA and the processing at high temperatures, the materials were initially premixed and further processed by extrusion and injection molding. The results obtained by thermogravimetric analysis confirmed the lower thermal stability of the samples without CNF in comparison to the samples with CNF. The premix and the processing influence on the thermal stability of the samples. The results obtained by tensile test showed the addition of 1% CNF leads to an average increase of 16% in the elastic modulus in comparison to the neat PA. The premix and the incorporation of CNF did not impair the elastic modulus and maximum tensile strength, and may indicate an alternative use for PA, depending on the final application of the material.

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