Apresentação Projeto Thatiana Macedo

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS (P2 P2CE CE M )

PROJETO DE TESE INFLUÊNCIA DA MORFOL INFLUÊNCIA MORFOLOGIA OGIA DO REFORÇO SOBRE AS PROPRIEDADES DOS NANOCOMPÓSITOS NANOCOMPÓSITOS DE BLENDA: PP HOMOPOLÍMERO /PP RAMIFICADO /SÍLICA, PP HOMOPOLÍMERO /PP RAMIFICADO /  /ARGILA ARGILA MONTMORILONIT MONTMORILONITA, A, PP HOMOPOLÍMERO /PP RAMIFICADO /LÍNTER DE ALGODÃO ALGODÃO Linhas de Pesquisa: ( X ) POLÍMEROS, BLENDAS E SEUS COMPÓSITOS Curso: Doutorado

Thatiana ana Crist Cristina ina Pereira Pereira de Macedo. Macedo. DISCENTE: Thati ORIENTADOR: Prof. Dr. Dr. Marcelo Massayoshi Massayoshi Ueki. 1 São Cristóvão - SE 13 de dezembro de 2017

 NANOCOMPÓSITOS DE BLENDAS Estudos atuais na área de polímeros: blendas poliméricas e nanocompósitos.

Blendas poliméricas

 

Nanocompósitos

Sílica (esférica)

Nanocompósitos de blendas

Argilas MMT (lamelar)

Línter de algodão (cilíndrica)

O desenvolvimento de nanocompósitos de blendas - rota estimulante pois combinam as vantagens das blendas poliméricas e os méritos dos nanocompósitos [5].

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POLIPROPILENO •

Representa quase 20% dos polímeros termoplásticos produzidos em todo o mundo, sendo um dos plásticos mais utilizados na indústria [21], [22]. Limitações Degradação Baixa resistência do fundido

Baixo custo Resistência ao impacto

Baixa densidade Propriedades do PP

Alto ponto de fusão

Enxerto de monômeros funcionais

Aumento da massa molar Resistência química

Rigidez

Pouca utilização em processos como rotomoldagem, moldagem por sopro e termoformagem.

Modificações do PP Mistura com polímeros ramificados

Introdução de ramificações à cadeia principal

[21] DIOP, M. F., TORKELSON, J. M. “Novel synthesis of branched polypropylene via solid state shear pulverization,” Polymer , v. 60, pp. 77-87, 2015.

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EXTRUSÃO REATIVA  Método

importante para modificar e desenvolver novos materiais poliméricos.  Uso de extrusoras - modificações com reações químicas.

Vantagens

Não utiliza solvente; Extrusoras podem ser muito flexíveis e simples de usar;

Polimerização

Tempos curtos de reação;

Ramificação

Processo contínuo; Custos de infra-estrutura relativamente baixos.

Limitações Funcionalização

Tempo de residência;

Enxerto Degradação ou reticulação;

Fonte: Adaptado de [39-42]. [39] GASPAR-CUNHA, A., COVAS, J. A. Optimization in polymer processing. 1 ed. London, Nova Science Pub Inc, 2011. [40] FINK, J. K. Reactive polymers fundamentals and applications. 2 ed. Oxford, Elsevier, 2013.

Difícil controle de reações exotérmicas. Fonte: Adaptado de [39-42].

OBTENÇÃO DO PP RAMIFICADO

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PP + monômero + peróxido  – Peróxido induz a formação de pontos reativos que reagem com o monômero

 PP

+ Peróxido DHBP + Monômero TMPTA + Dissulfetos  – Graebling (2012) [43] e Mohebbi e Ebrahimi (2015) [45]  Copolímero de etileno-co-propileno + Peróxido de dicumila + Monômero divinilbenzeno  – Sheng e colaboradores (2008) [46] Carbono supercrítico  – Cao et al. (2011) [25] e Wang e  Uso de colaboradores (2016) [24]

OBTENÇÃO DO PP RAMIFICADO  Ramificação do polipropileno enxertado com anidrido maléico e

grupo epóxi  •

GUAPACHA et al. (2017) [27] [28]: Resina epóxi + PP enxertado com anidrido maléico e comparou diferentes agentes de ligação de cadeia – Não utilizaram extrusora

FTIR: indícios da formação de grupos éster. Reologia: Maior módulo de armazenamento

Possibilidade: Uso de extrusão reativa para obter PPramificado – reação anidrido + grupo epóxi- EXTRUSORA MONOROSCA

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REOLOGIA DE NANOCOMPÓSITOS

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Consequência direta  –> mudança das propriedades viscoelásticas [15]. Maior discussão: Estrutura em rede - comportamento reológico como de um sólido.

Possibilidade: correlacionar a morfologia do reforço e as propriedades reológicas dos nanocompósitos.

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REOLOGIA DE NANOCOMPÓSITOS KASHYAP E GHOSH (2013) [51] - PP + argila MMT (1, 3 e 5 pcr). viscosidade complexa - teor de nanocarga. Reologia Extensional: os nanocompósitos apresentaram maior endurecimento na deformação – possível obtenção de filmes. ABDENNADHER; VINCENT; BUDTOVA (2016) [43]  – PP+ Fibras de celulose 5, 10, 20 e 30% em massa: Maior teor de fibras: Aumento da viscosidade; Maior elasticidade MAANI E CARREAU (2016) [37] - sílica + PP/copolímero de etileno e octeno (CE) + anidrido maléico (2 e 6% em massa). Presença de partículas de sílica -> modificação morfológica -> menor tamanho de fase dispersa. Formação de estruturas em rede. Sem sílica 2% de sílica

6% de sílica

Argila MMT

Fibras de celulose

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OBJETIVOS GERAL: Investigar a influência da morfologia do reforço e a presença de ramificações sobre as   propriedades de nanocompósitos de blendas: PPhomopolímero/PPramificado/sílica, PPhomopolímero/PPramificado/argila, PPhomopolímero/PPramificado/línter de algodão. 

Utilizando um PPramificado obtido por extrusão reativa e um PPramificado comercial.  ESPECÍFICOS:  EXTRUSÃO

REATIVA:  Investigar formulações e metodologias - extrusora monorosca.  Avaliar PPramificado: reologia e FTIR;  PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS NANOCOMPÓSITOS DE BLENDA:  Preparar os nanocompósitos de blenda  Analisar o efeito da adição de PPramificado e nanocargas nas propriedades TÉRMICAS , REOLÓGICAS, MORFOLÓGICAS E MECÂNICAS.  Correlacionar os resultados obtidos.

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METODOLOGIA Materiais: EXTRUSÃO REATIVA: 

 Polipropileno modificado com anidrido maléico (PPg).  Agentes extensores de cadeia com grupos

NANOCOMPÓSITOS DE

epóxi – Ex. Joncryl.

BLENDA:

 Polipropileno

homopolímero (PPH301), com índice de fluidez de 10 g/10min (230°C e 2,16kg), fornecido pela Braskem S/A;  PPramificado (PPrcomercial) de nome comercial AMPPLEO1020GA, com índice de fluidez de 2 g/10min (230°C e 2,16kg), fornecido pela Braskem S/A;  Argila montmorilonita Cloisite® 30B, da Southern Clay Products, INC.  Sílica Aerosil 300, fornecida pela Evonik Industries.  Línter de algodão doado pela empresa Delta Opal.

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

Métodos:

METODOLOGIA FTIR - Identificar a reação entre os grupos anidrido e epóxi [27].

Obtenção do PP ramificado por extrusão reativa: EXTRUSÃO REATIVA (reômetro de torque) (monorosca L/D 34)

PPgMA+Epóxi

 

Obtenção dos nanocompósitos de blenda:

PPre Reologia - Confirmar a presença de ramificações longas [45].

Caracterização dos nanocompósitos de blenda:

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INFRAESTRUTURA DISPONÍVEL •

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Extrusora monorosca - DECEM/UFS; Extrusora dupla rosca - DEMAT/UFRN; Reômetro de torque - Embrapa Agroindústria Tropical; Injetora - DECEM/UFS. FTIR - DEMAT/UFRN. Reômetro de placas paralelas - DCEM/UFS. DSC - DCEM/UFS. Crio-ultramicrótomo - DEMAT/UFRN. Microscópio de força atômica (MFA) - DEMAT/UFRN. Microscópio eletrônico de transmissão (MET) - UFSCar. Máquina de ensaios universal - DCEM/UFS.

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RESULTADOS ESPERADOS •

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Definida uma metodologia de obtenção de polipropileno ramificado por extrusão reativa – extrusora monorosca. Correlação entre a morfologia do reforço e as características reológicas, térmicas, mecânicas e morfológicas dos nanocompósitos. •

Uso de reforços com diferentes morfologias; Análise quantitativa;

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Correlação dos resultados de reologia com DRX, MET e MFA

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CRONOGRAMA FÍSICO

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FIM OBRIGADA!

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS (P2CE M )

PROJETO INFLUÊNCIA DA MORFOLOGIA DO REFORÇO SOBRE AS PROPRIEDADES DOS NANOCOMPÓSITOS DE BLENDA: PP HOMOPOLÍMERO /PP RAMIFICADO /SÍLICA, PP HOMOPOLÍMERO /PP RAMIFICADO /ARGILA MONTMORILONITA, PP HOMOPOLÍMERO /PP RAMIFICADO /LÍNTER DE ALGODÃO Linhas de Pesquisa: ( X ) POLÍMEROS, BLENDAS E SEUS COMPÓSITOS Curso: Doutorado

DISCENTE: Thatiana Cristina Pereira de Macedo. ORIENTADOR: Prof. Dr. Marcelo Massayoshi Ueki. São Cristóvão-SE

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ANEXOS •

LÍNTER DE ALGODÃO - As fibras de línter de algodão são curtas, com paredes grossas e basicamente cilíndricas

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ANEXOS •

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POSSIBILIDADE DE USO –GRUPO EPÓXI: JONCRYL Aditivo extensor de cadeia epoxídico. Composto de monômeros: estirênicos, metil acrilatos e glicidil acrilatos (um acrilato funcional epóxi) Utilizado para PET, PBAT, PLA.

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