Análise do Desenvolvimento Morfológico da Blenda Polimérica PBT/ABS durante as Etapas de Mistura por Extrusão e Moldagem por Injeção
Analysis of the Morphological Development of PBT/ABS Blends during the Extrusion and Injection Molding Processes
Ito, Edson N.; Pessan, Luiz A.; Hage Junior, Elias; Covas, José A.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282004000200011
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.14, n2, p.83-92, 2004
Resumo
O enfoque principal deste trabalho foi observar o desenvolvimento da morfologia de fases da blenda binária PBT/ABS e desta blenda compatibilizada pela adição de um copolímero acrílico reativo, durante a etapa de mistura por extrusão e de moldagem por injeção. A evolução da morfologia das blendas, durante a etapa de mistura, foi analisada através do uso de amostras coletadas de uma extrusora de rosca dupla co-rotacional, com acessório especialmente projetado para coleta in line. A morfologia observada nas amostras obtidas por injeção foi realizada utilizando amostras retiradas de corpos de prova moldados. As amostras obtidas por extrusão e por moldagem por injeção foram posteriormente preparadas através de crio-ultramicrotomia e observadas através de microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Uma “Função Dispersão” foi desenvolvida neste trabalho para comparar as diversas morfologias sob diferentes condições de processamento e de compatibilização. A adição de compatibilizante favorece a formação de uma morfologia de domínios de ABS dispersos em PBT, ao longo do canhão da extrusora, e previne satisfatoriamente o fenômeno de coalescência destes domínios durante o processo de moldagem por injeção. A função dispersão foi utilizada principalmente para mostrar a tendência da evolução morfológica e mostrou um bom desempenho para tal.
Palavras-chave
Blendas poliméricas, misturas poliméricas, PBT/ABS, extrusão reativa, análise morfológica, microscopia eletrônica de transmissão
Abstract
The aim of this work was to observe the development of the phase morphology of the PBT/ABS blends during their extrusion mixing and injection molding steps. The evolution of the blend morphology during the mixing stage was analyzed using a specially designed co-rotational twin-screw extruder with a collecting device located along the barrel. Blend samples were collected in-line along the length of the extruder barrel during the blending process. Blend morphology was also observed from specimens molded through injection molding. All the samples were observed by transmission electron microscopy (TEM). They were prepared by cryo-ultramicrotomy and the rubbery phase of the ABS contained in the blends was stained with osmium tetroxide (OsO4). A special function was established and is proposed to analyze the blend morphology trends through image analysis. In binary blends, the ABS phase showed better dispersion after the mixture passed through the extruder die. However, a coalescence phenomenon was observed during the next molding step. Compatibilized PBT/ABS blends showed better dispersion than binary blends, even after injection molding. The special function used to quantify the dispersion throughout the mixing and molding steps showed an excellent performance.
Keywords
Polymer blends, PBT/ABS, reactive extrusion, morphology analysis, transmission electron microscopy
References
1. Utracki, L. A. - “Polymer Alloys and Blends: Thermodynamics and Rheology”, Hanser Publishers, New York (1989).
2. Utracki, L. A., Shi, Z. H. - Polym. Eng. and Sci., 32, p.1824 (1992).
3. Paul, D. R., Barlow, J. W., Keskkula, H. - “Polymer Blends, In: Encyclopedia of Polymer Science and Engineering”, John Wiley & Sons, New York (1988).
4. Hage, E., Hale, W., Keskkula, H., Paul, D. R. - Polymer, 38, p.3237 (1997).
5. Mantovani, G. L. - “Compatibilização por Extrusão Reativa de Blendas Poliméricas PBT/ABS e Estudo da Estabilização da Morfologia de Fases”, Tese de Doutorado, Universidade Federal de São Carlos, Brasil (2002).
6. Hale, W., Keskkula, H., Paul, D. R. - Polymer 40, p.365 (1999).
7. Mantovani, G. L., Canto, L. B., Hage Jr., E., Pessan, L. A. - Macromolecular Symposia 176, P.167 (2001).
8. Machado, A. V., Covas, J. A., Duin, M.Van. - J. Appl. Polym. Sci., 71, p.135 (1999).
9. Chauvel, B., Daniel, J. C. - “Analytical Study of ABS Copolymers Using a preparative Ultracentrifuge. In:Copolymers, Blends, and Composites”, Washington, American Chemical Society (1975).
10. Bretas, R. E. S., D’ávila, M. A. - “Reologia de Polímeros Fundidos”, São Carlos, Editora da UFSCar (2000).
11. Hale, W., Lee, J. H., Keskkula, H., Paul, D. R. - Polymer, 40, p.3621 (1999).
12. Pearson, J. R. A. - “Mechanics of Polymer Processing”, New York, Elsevier Applied Science Publishers (1985).
13. Dealy J. M. - “Rheometers for Molten Plastics”, New York, Van Nostrand Reinhold Company, (1982).
14. Hale, W., Keskkula, H., Paul, D.R. - Polymer, 40, p.365 (1999).
15. Hale, W. R., Pessan, L. A., Keskkula, H., Paul, D. R. - Polymer, 40, p.4237 (1999).
16. Xanthos, M. – “Reactive extrusion: Principles and Practice”, Oxforf University Press, New York (1992).
17. Gan,P. P., Paul, D. R. - Polymer 35, p.3513 (1994).
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email