CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA E MORFOLÓGICA DE COMPÓSITOS DE POLIPROPILENO E ESFERA OCA DE

VIDRO

MOITINHO, A.B.S1; COSME , A. M1. ; BARBOSA, J. D. V.1 AZEVEDO J. B.1; PISANU L.1

AV. ORLANDO GOMES, 1845 – PIATÃ - CEP 41650-010 – SALVADOR, BA. JOSIANE.DANTAS@FIEB.ORG.BR

1 FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI CIMATEC

O polipropileno (PP) é um termoplástico bastante utilizado na indústria de transformação, em virtude da sua versatilidade, baixo custo, e fácil processabilidade. No entanto, é bastante comum a utilização de cargas minerais com objetivo de melhorar suas características mecânicas, térmicas e de produtividade.

INTRODUÇÃO  

A baixa temperatura de transição vítrea é uma das desvantagens no desempenho do PP, assim como, a pouca resistência ao impacto. A literatura mostra inúmeras pesquisas desenvolvidas com o intuito de estudar a otimização de suas propriedades e sua processabilidade.

Após os teste mecânicos, foram realizadas analises das superfícies de fratura por Microscopia Eletrônica de Varredura.

Os resultados preliminares mostraram que a adição da esfera oca de vidro como reforço e o anidrido maleico como agente compatibilizante provocaram modificações em suas propriedades, e que o processo de extrusão não provocou quebra das esferas ocas de vidro.

Pretende-se realizar outras análises para comparar as propriedades mecânicas com a morfologia obtida no compósito final.

OBJETIVO 

O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de compósitos com matriz de (PP) e microesfera oca de vidro (Glass Bublle) como reforço, e o anidrido maleico como agente compatibilizante.

MATERIAIS

MATERIAIS E MÉTODOS

Para realização do estudo utilizou-se :

Polipropileno PP 440L fornecido pela Braskem;

Microesfera de oca de vidro - Glass Bublle fornecido pela empresa 3M;

Agente compatibilizante Protac fornecido pela Inoquímica Ind. e Com. Ltda.

PREPARAÇÃO DOS COMPÓSITOS

FORAM PROCESSADOS 2 (DUAS) FORMULAÇÕES VARIANDO O TEOR DE GLASS BUBLLE EM 5 E 10%.

Antes do processo da extrusão as esferas ocas de vidro foram submetidas ao processo de secagem por 24 h a 100 ºC. O Agente compatibilizante foi misturado manualmente ao PP e ao Glass Bublle .

Os compósitos foram misturados em um extrusora dupla rosca co-rotacional da marca Imacon, modelo DRC 30:40 IF com diâmetro de rosca de 30mm e razão L/D de 40.

Amostras PP puro % Glass Bublle % Agente Comp %

Formulação A 100 - -

Formulação B 95 5 4

Formulação C 90 10 4

Tabela 1 – Proporção das amostras estudadas.

CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA E MECÂNICA DOS COMPÓSITOS

Os compósitos foram caracterizados mecanicamente através de ensaio de tração seguindo norma ISO 527 utilizando uma máquina universal de ensaios EMIC DL 2000.

As propriedades de resistência ao impacto dos compósitos foram analisadas pelo método do IZOD, com entalhe com pendulo de 1J em equipamentos de CEA, modelo Resil, 25, conforme norma ASTM 256.

Os ensaios de Índice de fluidez foram realizadas no Plastômero modelo Kayeness- NC a temperatura de 230 °C.

CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA DOS COMPÓSITOS

A caracterização morfológica foi realizada em Microscópio Eletrônico de Varredura da Shimadzu modelo SSX 550.

As amostras da superfície de fratura foram recobertas com ouro e utilizou-se voltagem de 15KV.

TABELA 1- VALORES OBTIDOS PARA O ESTUDO DA VISCOSIDADE POR MEIO DA VERIFICAÇÃO DO ÍNDICE DE FLUIDEZ.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Amostras Média[g/10min]

Formulação A 6,8

Formulação B 9,6

Formulação C 8,0

Tabela 1 – Valores encontrados no ensaio de fluidez para as amostras estudadas.

Com base nos resultados obtidos podemos observar alteração nos valores de viscosidade.

Acredita-se que a adição de Glass Bublle provocou alteração no sistema.

Vale ressaltar que trata-se de uma material de baixa densidade, o que torna a sua adição uma maior quantidade em volume.

AmostrasTensão@Força Max.

[MPa]

Tensão@Ruptura

[MPa]

Deformação

Espec.@Escoam. ES1

[%]

Tensão no

Espec.@Escoam. ES2

[%]

Def.Especif.@Ruptura

[%]

Mod. Elasticid

ade[MPa]

Formulação A 18,00 14,36 1,68 11,44 142,8 872,5

Desv. Padrão 0,11 1,20 0,10 0,27 45,2 26,85

Formulação B 16,78 13,30 1,85 12,00 100,6 836,6

Desv. Padrão 0,10 0,66 0,39 1,40 26,51 135,8

Formulação C 16,17 13,00 1,42 11,47 82,11 1066

Desv. Padrão 0,14 0,36 0,81 0,32 20,47 30,17

             

Tabela 2 - Valores obtidos do ensaio de tração para as amostras estudadas.

GRÁFICOS:

Formulaçمo A Formulaçمo A Formulaçمo A0

5

10

15

20

25

Ten

sمo

na F

orça

Mل

xim

a (M

Pa)

Figura 2 - Resultados de Tensão deformação para as amostras estudadas.

Formulação A Formulação B Formulação C

FIGURA 3 - RESULTADOS DE MÓDULO ELÁSTICO PARA AS AMOSTRAS ESTUDADAS.

Formulaçمo A Formulaçمo A Formulaçمo A0

200

400

600

800

1000

1200

M:du

lo E

lلst

ico

(M

Pa)

Formulação A Formulação B Formulação C

Analisando os resultados de propriedades mecânicas verificamos que a adição do agente de acoplamento apresentou uma pequena queda nos valores de tensão na força máxima e não influenciou significativamente os outros valores de propriedades mecânicas.

MICROSCOPIA DE VARREDURA ELETRÔNICA ( MEV)

Figura 4 - Amostra da formulação 2. (A) MEV com aumento de 500 X (B) MEV com aumento de 700 X.

De acordo com os resultados obtidos, podemos observar que os ensaios para avaliação do índice de fluidez dos compósitos estudados mostrou que a dição de 4% de Glass Bublle tornou o material de forma mais fluida, melhorando assim a reologia da mistura com a redução da viscosidade.

Cabe ressaltar que foi utilizada um esfera oca (Glass Bublle ) tratada o que pode ter favorecido a interface com a matriz de PP e com o agente de acoplamento.

Para os resultados as propriedades mecânicas não foi observado mudanças significativas nas propriedades mecânicas com a adição do modificador de impacto .

Para as análises morfológicas de MEV observamos que houve dispersão entre os compósitos estudados, verificamos que a adesão das esferas na matriz não pareceu eficiente.

É importante observar também que apesar do processo de extrusão apresentar um cisalhamento elevado as esferas se mantiveram inteiras sem que houvesse quebra das mesmas.

CONCLUSÃO

Em resumo concluímos que a adição da esfera oco de vidro

( Glass Bublle) apresentou pequena alteração nos valores de índice

de fluidez dos materiais estudados. As propriedades mecânicas

mantiveram-se constante.

Os autores agradecem ao:

SENAI CIMATEC BRASKEM 3M INOQUÍMICA.

AGRADECIMENTOS

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

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7- sebastião V. Canevarolo jr,técnicas de caracterização de polímeros- 2° edição- editora artliber.

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11- guimarães, A.O.” Estudos espectroscópicos e caracterizacão térmica

De materiais por técnicas fototérmicas “. dissertação de mestrado, unicamp.

12 - barboza, a.C.R.N “ polipropileno carregado com microesferas ocas de vidro” . dissertação de mestrado, unicamp.

13- petry, a.” Mercado brasileiro de polipropileno com ênfase no setor automobilístico” trabalho de conclusão de curso, UFRGS

Obrigada !!!