Preparação e Caracterização de Nanofibras de Nanocompósitos de Poliamida 6,6 e Argila Montmorilonita
Preparation and Characterization of Nanofibers of Polyamide 66 and Montmorillonite Clay Nanocomposites
Santos, Camila R. dos; Bretas, Rosario E. S.; Branciforti, Márcia C.; Canova, Thomas
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282011005000068
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.21, n5, p.398-408, 2011
Resumo
A busca por fibras poliméricas com diâmetros na ordem de nanômetros tem sido alvo dos pesquisadores e das indústrias, sendo que essas fibras possuem diversas aplicações. Estas fibras podem ser produzidas pelo processo de eletrofiação a partir da solução polimérica. Neste trabalho, fibras de nanocompósitos de poliamida 6,6 e argila montmorilonita foram obtidas via mistura no estado fundido, seguida da eletrofiação da solução dessa mistura. Nanocompósitos com três diferentes concentrações de argila, 2, 3 e 4% em peso, foram obtidos via mistura no estado fundido, e soluções desses nanocompósitos em ácido fórmico foram preparadas em diferentes concentrações. A influência da adição de argila, da concentração da solução de nanocompósitos, da variação do campo elétrico aplicado sobre as propriedades das misturas, das soluções e finalmente sobre o diâmetro médio das fibras obtidas foi estudada. Medidas de difração de raios-x a altos ângulos (DRX) e de microscopia eletrônica de transmissão (MET) comprovaram que o processo de eletrofiação foi eficiente na manutenção da esfoliação da argila das fibras obtidas. Resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de calorimetria de varredura diferencial (DSC) permitiram concluir que as fibras obtidas possuem diâmetros médios na ordem de nanômetros, são cilíndricas, não porosas, possuem baixo grau de cristalinidade e apresentam solvente residual. A adição de argila aumentou ligeiramente a viscosidade da solução e consequentemente um pequeno aumento do diâmetro médio das nanofibras foi observado. Por outro lado, um aumento do diâmetro médio das nanofibras com o aumento da concentração polimérica foi observado. Em relação ao campo elétrico aplicado notou-se uma tendência na diminuição do diâmetro médio das fibras à medida que este parâmetro diminui.
Palavras-chave
Poliamida 6,6, PA6,6, Eletrofiação, Nanofibras, Nanocompósitos, Argila
Abstract
The search for polymeric fibers with diameters in the scale of nanometers has been the great objective of researchers and industry, since these fibers have many applications. They can be produced by an electrospinning process from a polymeric solution. In this work, nanocomposites´ fibers of polyamide 66 and montmorillonite clay were obtained by melt mixing, following by electrospinning of the solution. Nanocomposites with three different clay concentrations, 2, 3 and 4 wt.%, were obtained by melt mixing, and solutions of these nanocomposites in formic acid were prepared at different concentrations. The influence of the clay addition, nanocomposites´ solution concentration, variation of the applied electric field on the mixture and solutions properties and on the average diameter of the nanofibers was studied. Wide-angle X-ray (WAXD) and transmission electron microscopy (TEM) measurements showed that the process of electrospinning was efficient in the maintenance of the clay exfoliation in the fibers. Results of scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC) showed that the fibers had average diameters of the order of nanometers, were cylindrical and not porous, having low degree of crystallinity and residual solvent. The addition of clay increased slightly the viscosity of the polymeric solution, which increased the nanofibers average diameter. It was also observed that the increase in the fiber diameters was proportional to the increase of the polymer concentration in the solution. Regarding the applied electric field, it was observed a tendency to reduction in the average diameter of the fibers with the reduction of this parameter.
Keywords
Polyamide 66, PA66, Electrospinning, Nanofibers, Nanocomposites, Clay
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