Redução da Velocidade de Cristalização a Frio do PET na Presença de Poliestireno
The Reduction of the Cold Crystallization Rate of Pet in the Presence of Polystyrene
Rabello, Marcelo S.; Wellen, Renate M. R.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282007000200010
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.17, n2, p.113-122, 2007
Resumo
A cristalização a frio do poli(tereftalato de etileno) (PET) e de suas blendas com poliestireno (PS) foi estudada utilizando calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e propriedades mecânicas. As blendas PET/PS formam misturas bifásicas, como confirmado por MEV e por DMA, onde fases distintas e duas Tgs foram observadas. Por outro lado, a determinação da temperatura de fusão de equilíbrio (Tm o) do PET por DSC indicou uma diminuição neste parâmetro com a presença do PS, sugerindo que uma solubilidade limitada do PS no PET deve ocorrer. A presença de um componente não cristalizável como o PS, parcialmente solúvel em uma fase cristalizável como PET, reduz a habilidade de cristalização. Isto foi observado nas análises de DSC através do deslocamento dos picos de cristalização a frio do PET para temperaturas maiores e por uma redução na velocidade de cristalização a frio. A abordagem de Avrami foi utilizada para os estudos cinéticos em condições isotérmicas, mostrando que o processo de cristalização ocorre em dois estágios e que a constante de cristalização K diminuiu significativamente com a presença de poliestireno. Nas blendas PET/PS a presença de apenas 1% de PS retardou significantemente a cristalização do PET, em magnitude semelhante ao que ocorreu quando concentrações mais elevadas de PS foram utilizadas. Este comportamento é de grande importância industrial já que em baixa concentração de PS as propriedades mecânicas do PET não são afetadas, como também mostrado neste estudo.
Palavras-chave
Cristalização isotérmica a frio, PET, poliestireno, blendas
Abstract
The cold crystallization of PET and its blends with polystyrene (PS) was investigated by differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMA), scanning electron microscopy (SEM) and mechanical properties. PET/PS blends form separate phases, as confirmed by SEM and DMA, showing distinct phases and two glass transition temperatures. On the other hand, the determination of the equilibrium melting temperature of PET indicated that this parameter decreased when PS was added, suggesting that a limited solubility should exist. The presence of non crystallizable molecules like polystyrene, partially soluble in the PET crystallizable phase, reduces the driving force for crystallization. In the current study this effect was observed as a shifting of the cold crystallization DSC peaks to higher temperatures and also by the reduction in the rate of cold crystallization. The approach developed by Avrami was applied to study the kinetics of cold crystallization under isothermal conditions. It was shown that the crystallization occurs in two stages and that the rate constant K decreased significantly when PS was present. The blends containing only 1% of PS had the same magnitude of reduction in the rate of crystallization as the blends with higher PS content. This behaviour has a high practical significance since in low concentrations of PS the mechanical properties of PET are not affected, as also shown in this study.
Keywords
Isothermal cold crystallization, PET, polystyrene, blends
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