Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/doi/10.1590/S0104-14282007000200009
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Preparação de Argilas Organofílicas e Desenvolvimento de Nanocompósitos de Polietileno. Parte 2: Comportamento de Inflamabilidade

Preparation of Organophilic Clays and Development of Polyethylene Nanocomposites. Part 2: Flammability Behavior

Ito, Edson N.; Melo, Tomás J. A. de; Araújo, Edcleide M.; Barbosa, Renata

Downloads: 0
Views: 937

Resumo

Nanocompósitos de polietileno de alta densidade/argila bentonita foram preparados por meio da técnica de intercalação por fusão. Para a modificação da argila foram utilizados quatro tipos diferentes de sais quaternários de amônio visando a sintetizar argilas organofílicas. A argila não modificada e modificada com os quatro sais foi incorporada em teores de 1 e 3% a uma matriz de polietileno. A estabilidade térmica e a inflamabilidade dos sistemas foram determinadas por termogravimetria e segundo a norma UL-94 HB, respectivamente. A avaliação da dispersão e a distância entre planos (d001) das partículas de argila foram realizadas por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A presença da argila organofílica na matriz polimérica aumentou a temperatura de degradação dos sistemas em relação ao polímero puro. Os sistemas apresentaram atraso da velocidade de queima, indicando uma melhoria no comportamento de inflamabilidade dos nanocompósitos.

Palavras-chave

Nanocompósitos, argila organofílica, morfologia, polietileno

Abstract

High density polyethylene/Bentonite clay nanocomposites were prepared by the melt intercalation technique. The clay was organically modified with different quaternary ammonium salts to obtain the organoclay. The unmodified and modified clays with the quaternary ammonium salts were introduced in a polyethylene matrix with 1 and 3 wt. % of clay. The thermal stability and the flammability of the systems were investigated by thermogravimetry and UL-94HB standard, respectively. The dispersion analysis and the interlayer distance (d001) of the clay particles were obtained by X ray Diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The organoclay presence in the polymer matrix increased the degradation temperature in relation to the pure polymer. The systems showed a reduction on the burning rate, indicating that the flammability resistance of the nanocomposites was improved.

Keywords

Nanocomposites, organoclay, morphology, polyethylene

References



1. Sanjanya, C. & Radhakrishnan, S. - Polymer, 42, p.6723 (2001).

2. Tidjani, A. & Wilkie, C. A. - Polym. Degrad. Stab., 74, p.33 (2001).

3. Wang, S. F.; Hu, Y.; Song, L.; Wang, Z. Z.; Chen, Z. Y.; & Fan, W. C. - Polym. Degrad. Stab., 77, p.423 (2002).

4. Alexandre, M. & Dubois, P., Mater. Sci. Eng. - 28, p.1 (2000).

5. Gilman, J. W. - Appl. Clay Sci., 15, p.31 (1999).

6. Body, S. A.; Mortland, M. M. & Chiou, C. T. - Americ. Journ., 54, p.652 (1988).

7. Vieira José, C. L.; Pinto, C. A.; Valenzuela-Díaz, F. R. & Buchler, P. M. - “Sintetização de Argilas Organofílicas Visando seu Uso no Controle Ambiental de Resíduos de Fenol”, in: Anais do 46o Congresso Brasileiro de Cerâmica, p. 1685, São Paulo - SP (2002).

8. Kornmann, X. - “Synthesis and Characterization of Thermoset - clay Nanocomposites”, Introduction, Lulea Tekniska Universite, (1999).

9. Ray, S. S. & Okamoto, M. - Progress in Polym. Sci., 28, p.1539 (2003).

10. Chen, T. J.; Souza Santos, P.; Ferreira, H. C.; Zandonadi, A. R.;Calil, S. F. & Campos, L.V. - Determinação da capacidade de troca de cátions e da área específica de algumas argilas e caulins cerâmicos brasileiros pelo azul de metileno e sua correlação com algumas propriedades tecnológicas, Cerâmica, 20, p. 79 (1974).

11. Barbosa, R. - “Efeito de sais quaternários de amônio na organofilização de uma argila bentonita nacional para o desenvolvimento de nanocompósitos de polietileno de alta densidade (PEAD)”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Campina Grande, Brasil, (2005).

12. Araújo, E. M.; Mélo, T. J. A.; Santana, L. N. L.; Neves, G. A.; Ferreira, H. C.; Lira, H. L.; Carvalho, L. H.; Á’vila Jr., M. M.; Pontes, M. K. G. & Araújo, I. S. - Mat. Sci. Eng. B, 112, p. 175 (2004).

13. Araújo, E. M.; Oliveira, A. D.; Araújo, H. L. D.; Araújo, K. D.; Barbosa, R. & Mélo, T. J. A. - Polímeros: Ciência e Tecnologia, 16, p.38 (2006).

14. Barbosa, R.; Araújo, E. M.; Maia, L. F.; Pereira, O. D.; Ito, E.N & Mélo, T. J. A. - Polímeros: Ciência e Tecnologia, 16, p. 246 (2006).

15. UL-94: Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances. Underwriters Laboratories Inc (UL), (2001).

16. Zhao, C.; Qin, H.; Gong, F.; Feng, M.; Zhang, S. & Yang, M. - Polym. Degrad. Stab., 87, p. 183 (2005).

17. Fornes, T.D.; Yoon, P.J.; Keskkula, H.; Paul, D.R. - Polymer, 42, p. 9929 (2001).

18. Gilman, J. W.; Kashiwagi, T. & Lichtenhan, J. D. - Int. SAMPE Symp., 42, p. 1078 (1997).

19. Pramoda, K. P.; Liu, Z.; He, C. & Sue, H. J. - Polym. Degrad. Stab., 81, p. 47 (2003).

20. Zanetti, M & Costa, L. - Polymer - 45, p.4367 (2004).

21. Fischer, H. - Mater. Sci. Eng. C, 23, p. 763 ( 2003).

22. Shi, H.; Lan, T. & Pinnavaia, T. J. - Chem. Mater., 8, p.1584 (1996).

23. Vaia, R. A.; Ishii, H. & Giannelis, E. P. - Chem. Mater., 5, p. 1964 (1993).
588371177f8c9d0a0c8b4713 polimeros Articles
Links & Downloads

Polímeros: Ciência e Tecnologia

Share this page
Page Sections