Polímeros: Ciência e Tecnologia
http://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.4322/polimeros.2013.052
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Avaliação Comparativa entre os Nanocompósitos de Argila Motmorilonita/LLDPE e com Hexaniobato de Potássio/LLDPE: Caracterização das Propriedades Mecânicas e de Transporte

Comparative Evaluation between Montmorillonite Clay/LLDPE and Potassium Hexaniobate/LLDPE Nanocomposites: Characterization of Mechanical and Transport Properties

Komatsu, Daniel; Otaguro, Harumi; Ruvolo Filho, Adhemar

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Resumo

Nanocompósitos de LLDPE/argila montmorilonita e LLDPE/niobato organofilizado foram obtidos através da diluição de um concentrado da respectiva carga em uma extrusora dupla rosca obtendo‑se concentrações finais de 1,5 a 10,0% em carga. No presente estudo utilizou‑se o ensaio mecânico de tração e o de permeação ao vapor de água e ao oxigênio para caracterizar estes nanocompósitos. No ensaio mecânico de tração observou‑se aumento no valor do módulo elástico e diminuição no valor da tenacidade com o aumento da concentração da argila montmorilonita, o que era esperado devido à rigidez da carga. Comportamento semelhante também foi observado no caso dos nanocompósitos de niobato organofilizado, porém de maneira menos acentuada devido à estrutura química do niobato de potássio. Com auxílio do MEV/FEG observou‑se que a distribuição da argila é superior a do niobato organofilizado para concentrações inferiores a 10,0% de carga. No ensaio de permeação ocorre diminuição no valor de permeabilidade com o aumento da concentração da argila montmorilonita para ambos os gases utilizados. Na presença do niobato organofilizado observa‑se diminuição, seguido de aumento no valor da permeação com o aumento da concentração da carga para ambos os gases utilizados. Além disso, observou‑se que a polaridade do gás utilizado é um fator importante no processo de difusão através do nanocompósito.

Palavras-chave

Nanocompósito, polietileno linear de baixa densidade, argila montmorilonita, hexaniobato de potássio, propriedade mecânica e propriedade de transporte de gás.

Abstract

Linear low density polyethylene-montmorillonite clay and linear low density polyethylene-organophilic niobate nanocomposites were obtained from dilution of masterbatch with 20% w/w of fillers in the LLDPE matrix by melt intercalation using a twin-screw extruder, obtaining nanocomposites with 1.5% up to 10.0% w/w of filler. In this study mechanical and water vapor and oxygen permeation tests were used to characterize the nanocomposites. In mechanical tests an increase of modulus values and decrease of toughness value by increasing concentration of montmorillonite clay were observed. The behavior of LLDPE-organophilic niobate nanocomposites was similar to LLDPE-montmorillonite clay nanocomposites but softer due to hexaniobate structure. The distribution of the organoclay is more homogeneous than organophilic niobate to concentrations below 10.0% filler using the SEM/ FEG. It is possible to see a decrease in the permeability value with increasing concentration of montmorillonite clay for both gases used. In the LLDPE-organophilic niobate nanocomposites a decrease of permeability value occurs followed by an increase of permeability value for both gases used, with increasing concentration of organophilic niobate. Furthermore, it was observed that the polarity of the gas used is an important factor in the diffusion process through the nanocomposite.

Keywords

Nanocomposite, linear low density polyethylene, montmorillonite clay, potassium hexaniobate, mechanical property and transport property.

References



1. Crippa, A.; Sydenstricker, T. H. D. & Amico, S. C. - Polímeros, 17, p.188 (2007). http://dx.doi.org/10.1590/ S0104-14282007000300006

2. Teixeira, E. M. - “Correlação entre morfologia e propriedades de transporte de diclorometano no Poli(eter imida) (PEI) e na benda PET/PEI”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de São Carlos, Brasil (2002).

3. Bandi, S. & Schiraldi, D. A. - Macromolecules, 39, p.6537 (2006). http://dx.doi.org/10.1021/ma0611826

4. Morales, A. R.; Cruz, C. V. M.; Peres, L. & Ito, E. N. - Polímeros, 20, p.39 (2010). http://dx.doi.org/10.1590/ S0104-14282010005000004

5. Durmus, A.; Woo, M.; Kasgöz, A.; Macosko, C. W. & Tsapatsis, M. - Eur. Polym. J., 43, p.3737 (2007).

6. Golebiewski, J.; Rozanski, A.; Dzwonkowski, J. & Galeski, A. - Eur. Polym. J., 44, p.270 (2008). http://dx.doi. org/10.1016/j.eurpolymj.2007.11.002

7. Ma, J.; Xu, J. ; Ren, J. H. ; Yu, Z. Z. & Mai, Y. W. - Polymer, 44, p.4619 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/ S0032-3861(03)00362-8

8. Brito, G. F.; Oliveira, A. D.; Araújo, E. M.; Melo, T. J. A.; Barbosa, R. & Ito, E. N. - Polímeros, 18, p.170 (2008). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282008000200015

9. Prado, L. A. S. A. & Yoshida, I. V. P.- J. Non-Cryst. Solids, 355, p.1726 (2009).

10. Xu, B.; Zheng, Q.; Song, Y. & Shangguan, Y. - Polymer, 47, p.2904 (2006). http://dx.doi.org/10.1016/j. polymer.2006.02.069

11. Villanueva, M. P.; Cabedo, L.; Lagarón, J. M. & Gimenez, E. - J. Appl. Polym. Sci., 115, p.1325 (2010). http://dx.doi. org/10.1002/app.30278

12. Gasperin, M. & Bihan, M. T. J. – Solid State Chem., 43, p.346 (1982). http://dx.doi.org/10.1016/0022-4596(82)90251-1

13. Ray, S. S. & Okamoto, M. – Prog. Polym. Sci., 28, p.1539 (2003).

14. Bizeto, M. A. & Constantino, V. R. L. – Mater. Res. Bull., 39, p.1729 (2004). http://dx.doi.org/10.1016/j. materresbull.2004.05.001

15. Chausson, S.; Caignaert, V.; Retoux, R.; Rueff, J. M.; Pluart, L. L.; Madex, P. J. & Jafrés, P. A. – Polymer, 49, p.488 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2007.11.050

16. Pavlidou, S. & Papaspyrides, C. D. - Prog. Polym. Sci., 33, p.1119 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j. progpolymsci.2008.07.008

17. Shiguihara, A. L. - “Investigação dos processos de intercalação e esfoliação de hexaniobato lamelar e preparação de materiais híbridos com biopolímeros”, Tese de Doutorado, Universidade de São Paulo, Brasil (2010).

18. Alonso, J. M. H.; Sedlakova, Z. & Marand, E. - J. Membr. Sci., 349, p.251 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j. memsci.2009.11.057

19. Choudalakis, G. & Gotsis, A. D. – Eur. Polym. J., 45, p.967 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2009.01.027

20. Otaguro, H. & Rúvolo-Filho, A. C. - Int. Polym. Proc., 4, p.406 (2012). http://dx.doi.org/10.3139/217.2384

21. Formes, T. D. & Paul, D. R. - Polymer, 44, p.4993 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00471-3

22. Duncan, T. V. - J. Colloid Interface Sci., 363, p.1 (2011).

23. Paul, D. R. & Robeson, R. L. - Polymer, 49, p.3187 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2008.04.017

24. Hotta, S. & Paul, D. R. - Polymer, 45, p.7639 (2004). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2004.08.059

25. Villaluenga J. P. G. & Seoane, B. - Polymer, 39, p.3955 (1998). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(98)00005-6

26. Harumi Otaguro. - “Correlações entre o processamento e propriedades mecânicas, térmicas e de transporte de gases, vapor orgânico e água em nanocompósitos de matriz de polietileno linear de baixa densidade”, CNPq-Pósdoutorado- Processo número: 15735/2009-0, Universidade Federal de São Carlos, Brasil, (2009-2010).

27. Bharadwaj, R. K. - Macromolecules, 34, p.9189 (2001). http://dx.doi.org/10.1021/ma010780b
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