Efeito da Concentração de Segmentos Rígidos nas Propriedades Físico-mecânicas, Químicas e na Morfologia de Elastômeros Microcelulares de Poliuretano
Effect of rigid Segment content on the Physical, Mechanical, Chemical and Morphological Properties of Microcellular Polyurethane Elastomers
Crespo, Janaina S.; Zeni, Mara; Zattera, Ademir J.; Fiorio, Rudinei; Pacheco, Marcos F. M.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282007000300013
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.17, n3, p.234-239, 2007
Resumo
Neste trabalho, foram preparados três diferentes elastômeros microcelulares de poliuretano (EMPU) baseados em 4,4’- diisocianato de difenilmetano (MDI), com diferentes concentrações de fase rígida (Formulações 1, 2 e 3, com 32, 35 e 42% de fase rígida, respectivamente). As amostras foram preparadas através do método de duas etapas, pelo sistema de prépolímero. As amostras dos EMPU foram caracterizadas através de ensaios físico-mecânicos, químicos e morfológicos. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram que o aumento no percentual da fase rígida levou a um aumento na resistência à tração e na resistência ao rasgo. O alongamento na ruptura não apresentou variação significativa com a modificação do percentual da fase rígida. O ensaio de resistência química demonstrou que os EMPU formulados apresentaram baixos índices de inchamento para solventes industriais comumente utilizados. Entretanto, em acetona, um elevado índice de inchamento foi observado. As análises morfológicas indicaram que o aumento no percentual da fase rígida promoveu a formação de células menores distribuídas de forma mais homogênea no EMPU.
Palavras-chave
Elastômero microcelular de poliuretano, propriedades mecânicas, microscopia eletrônica de varredura
Abstract
In this study, three different microcellular polyurethane elastomers (MPUE) based on 4,4’-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with different rigid segment contents were prepared (Formulations 1, 2 and 3 with 32, 35 and 42% of rigid segment content, respectively). The MPUE were obtained through a two-step method using the prepolymer system. The samples were analyzed to determine their physical, mechanical, morphological and chemical properties. The results showed that a greater rigid segment content gave higher tensile, compressive and tear strength values. The deformation at break did not show significant changes with a variation in the rigid segment content. The MPUE had a low swelling index in common industrial solvents. However, in acetone a high swelling index was observed. The SEM micrographs indicated a large number of closed cells, and that a higher rigid segment content gave a better cell homogeneity of the samples.
Keywords
Microcellular polyurethane elastomers, mechanical properties, scanning electron microscopy
References
1. Frick, R. - Polymer Testing, 23, p.413 (2003).
2. Pompe, G.; Pohlers, A.; Pötschke, P. & Pionteck, J. - Polymer, 31, p.5147 (1998).
3. Oertel, G. - “Polyurethane Handbook”, Hanser Publishers, New York (1993).
4. Nichetti, D.; Cossar, S. & Grizzuti, N. - Journal of Rheology, 48, p.691 (2004).
5. Nichetti, D.; Cossar, S. & Grizzuti, N. - Journal of Rheology, 49, p.1361 (2005).
6. Lu, Q.-W.; Hernandez, M. E. & Macosko, C. W. - Polymer, 44, p.3309 (2003).
7.Woods, G. - “The ICI Polyurethanes Book”, John-Wiley, New York (1987).
8. http://www.basf.com.br/poliuretanos (17/05/2005).
9. Gronqvist, R. & Hirvonen, M. - International Journal of Industrial Ergonomics, 16, p.191 (1995).
10. Manning, D. P. & Jones, C. - Applied Ergonomics, 32, p.185 (2001).
11. Li, K. W. & Chen, C. J. - Applied Ergonomics, 35, p.499 (2004).
12. http://www.hausthene.com.br/elastomeros.htm (11/03/2005).
13. Korodi, T. & Marcu, N. - Polymer, 24, p.1321 (1983).
14. Korodi, T.; Marcu, N. & Tirnaveanu, A. - Polymer, 25, p.1211 (1984).
15. Dai, X.; Liu, Z.; Wang, Y.; Yang, G.; Xu, J. & Han, B. - The Journal of Supercritical Fluids, 33, p.259 (2005).
16. Olin Corporation - Terms and Formulas Used in Urethane Polymer Preparations: Technical Product Information, CT 06856-4500, 2 (1996).
17. David, D. & Staley, H. B. - “Analytical Chemistry of the Polyurethanes”, Wiley Interscience, New York, 1969.
18. American Society for Testing and Materials - a) “Standard Test Methods for Polyurethane Raw Materials: Determination of Water Content of Polyols ASTM D 4672-87”; b) “Standard Test Methods for Polyurethane Raw Materials: Determination of the Isocyanate Content of Aromatic Isocyanates ASTM D 5155-96”; c) “Standard Test Methods for Flexible Cellular Materials – Slab, Bonded, and Molded Urethane Foams – Density ASTM D 3574 A-95”; d) “Standard Test Methods for Rubber Property – Durometer Hardness ASTM D 2240-97”; e)“Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Termoplastics Elastomers – Tension ASTM D 412-98a”; f) “Standard Test Methods for Tear Strenght of Conventional Vulcanized Rubber and Termoplastics Elastomers ASTM D 624-98”; g) “Standard Test Methods for Rubber Properties in Compression ASTM D 575-96”; h) “Standard Test Methods for Flexible Cellular Materials – Slab, Bonded, and Molded Urethane Foams – Resilience (Ball Rebound) Test ASTM D 3574 H-95”; i) “Standard Test Methods for Rubber Property – Compression Set Under Constant Deflection in Air ASTM D 395 B-98”; j) “Standard Test Methods for Rubber, Raw – Determination of Gel, Swelling Index, and Dilute Solution Viscosity ASTM D 3616 – 95”, West Conshohocken (2000).
19. SENAI - CENTRO TECNOLÓGICO DO CALÇADO. “Método CTC SENAI S-014/ME:2004”, Novo Hamburgo (2004).
20. Deutsches Institut Fur Normung – “Testing of rubber and elastomers – Determination of abrasion resistence DIN 53516 – 87”, Alemanha (1987).
21. http://www.hyperlast.com/shock.htm (04/04/2007).
22. Lee, B. S.; Chun, B. C.; Chung, Y. C.; Sul, K. I. & Cho, J. W. - Macromolecules, 34, p.6431 (2001).
23. Chen, T. K.; Chui, J. Y. & Shieh, T. S. - Macromolecules, 30, p.5068 (1997).
24. Bajsic, E. G.; Rek, V.; Sendijarevic, A.; Sendirajevic, V. & Frish, K. C. - Polymer Degradation and Stability, 52, p.223 (1996).
25. Santos, E. M.; Aguiar, M.; Maria, A. F.; Oliveira, C.; Zawadzki, S. F. & Akcelrud, L. - Polímeros: Ciência e Tecnologia, 10, p.64 (2000).
26. Lefebvre, J.; Bastin, B.; Brás M. L.; Duquesne, S.; Paleja, R. & Delobel, R. - Polymer Degradation and Stability, 88, p.28 (2004).
27. Gopakumar, S. & Nair, M. R. G. - European Polymer Journal, 41, p. 2002 (2005)
28. Beck, R. A. & Truss, R. W. - Polymer, 40, p.307 (1999).
29. Brandrup, J. & Immergut, E. H. - “Polymer Handbook”, 3th, John Wiley and Sons, New York (1989).
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email