Caracterização Estrutural de Nanocompósitos de Blendas HDPE/LLDPE e OMMT Obtidos por Diferentes Sequências de Mistura
Structural Characterization of HDPE/LLDPE and OMMT Blend-Based Nanocomposites Obtained by Different Blending Sequences
Passador, Fábio R.; Ruvolo Filho, Adhemar; Pessan, Luiz A.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282012005000052
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.22, n4, p.357-363, 2012
Resumo
Nanocompósitos de blendas de polietileno de alta densidade (HDPE) com polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) e OMMT (montmorilonita organofílica) foram preparados em um reômetro de torque, utilizando-se como sistema compatibilizante uma mistura de HDPE-g-MA e LLDPE-g-MA, ambos com 1% de anidrido maleico. O efeito de cinco sequências de mistura na formação da microestrutura dos nanocompósitos foi estudado. A caracterização estrutural foi realizada por análises de difração de raio X de alto ângulo (WAXD), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e comportamento reológico em regime permanente de deformação. Os resultados mostraram que a formação da microestrutura depende da ordem de mistura dos componentes e a utilização de mistura de dois agentes compatibilizantes miscíveis com os constituintes da matriz auxiliou na distribuição da polaridade, facilitando a dispersão das nanoargilas por toda a matriz. Dentre as sequências estudadas, as que a nanoargila foi primeiramente misturada com componentes de menor viscosidade e cristalinidade (LLDPE e/ou LLDPE-g-MA) apresentaram melhor dispersão e distribuição da nanoargila na blenda polimérica.
Palavras-chave
Nanocompósitos, HDPE/LLDPE, sequência de mistura
Abstract
High density polyethylene/linear low density polyethylene (HDPE/LLDPE) blend-based nanocomposites were prepared in a torque rheometer, using a mixture of HDPE-g-MA and LLDPE-g-MA both containing 1% of maleic anhydride as compatibilizer system. The effect from five blending sequences on the microstructure of the nanocomposites was investigated. The structural characterization was performed through wide angle X-ray diffraction (WAXD), transmission electron microscopy (TEM) and rheological properties. The results showed that the formation of morphology is dependent on the sequence of nanocomposite preparation and that the use of a mixture of two compatibilizer agents, miscible with both components of the blend matrix, facilitated the dispersion of the nanoclay throughout the matrix. The blending sequence where the nanoclay was first mixed with components of lower viscosity and crystallinity (LLDPE and/or LLDPE-g-MA) yielded better distribution and dispersion of nanoclay in the polymer blend.
Keywords
Nanocomposites, HDPE/LLDPE, blend sequence
References
1. Liu, C.; Wang, J. & He, J. - Polymer, 43, p.3811 (2002). http://dx.doi.
org/10.1016/S0032-3861(02)00201-X
2. Choi, P. - Polymer, 41, 8741 (2000). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(00)00279-2
3. Munaro, M. & Akcelrud, L. - Polym. Degrad. Stab., 93, p.43 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.10.017
4. Lee, S. Y. & Jho, J. Y. - J. Ind. Eng. Chem., 4, p.170 (1998).
5. Liang, S.; Yang, H.; Wang, K.; Zhang, Q.; Du, R. & Fu, Q. - Acta Mat., 56, p.50 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2007.09.008
6. Morales, A. R.; Cruz, C.; Peres, L. & Ito, E. N. - Polímeros, 20, p.39 (2010). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282010005000004
7. Alexandre, M.; Dubois, P.; Sun, T.; Garces, J. M. & Jérome, R. - Polymer, 43, p.2123 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(02)00036-8
8. Ray, S. S. & Okamoto, M. - Progr. Polym. Sci., 28, p.1539 (2003).
9. Alexandre, M. & Dubois, P. - Mat. Sci. Eng., 28, p.1 (2000). http:// dx.doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00012-7
10. Fornes, T. D.; Yoon, P. J.; Keskkula, H. & Paul, D. R. - Polymer, 42, p.9929 (2001). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00552-3
11. Heinemann, J.; Reichert, P.; Thomann, R. & Mulhaupt, R. - Macromol. Rapid Commun, 20, p.423 (1999). http://dx.doi.org/10.1002/ (SICI)1521-3927(19990801)20:8<423::AID-MARC423>3.0.CO;2-N
12. Jin, Y. H.; Park, H. J.; Im, S. S.; Kwak, S. Y. & Kwak S. - Macromol. Rapid Commun, 23, p.135 (2002). http://dx.doi.org/10.1002/1521‑392 7(20020101)23:2<135::AID-MARC135>3.0.CO;2-T
13. Hotta, S. & Paul, D. R. - Polymer, 45, p.7639 (2004). http://dx.doi. org/10.1016/j.polymer.2004.08.059
14. Gopakumar, T. G.; Lee, J. A.; Kontopoulou, M. & Parent, J, S. - Polymer, 43, p.5483 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(02)00403-2
15. Wang, K. H.; Choi, M. H.; Koo, C. M.; Choi, Y. S. & Chung, I. J. - Polymer, 42, p.9819 (2001). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(01)00509-2
16. Spencer, M. W.; Cui, L.; Yoo, Y. & Paul, D. R. - Polymer, 51, p.1056 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2009.12.047
17. Dasari, A.; Yu, Z. Z. & Mai, Y. W. - Polymer, 46, p.5986 (2005). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.05.145
18. Martins, C. G.; Larocca, N. M.; Paul, D. R. & Pessan, L. A. - Polymer, 50, p.1743 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2009.01.059
19. Choi, J. H.; Kim, H.; Han, D. H. & Lim, J. C. - J. Appl. Polym Sci, 101, p.1 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/app.22081
20. Fan, Y.; Xue, Y.; Nie, W.; Ji, X. & Bo, S. - Polym. J., 41, p.622 (2009). http://dx.doi.org/10.1295/polymj.PJ2009030
21. Spevacek, J. - Polymer, 19, p.1149 (1978).
22. Passador, F. R.; Rodolfo Junior, A. & Pessan, L. A. - Polímeros, 16, p.174 (2006). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282006000300005
23. Quental, A. C.; Carvalho, F. P.; Tada, E. S. & Felisberti, M. I. - Quím. nova, 33, p.438 (2010). http://dx.doi.org/10.1590/S0100- 40422010000200035
24. Fox, T. G. - Bull. Am. Phys. Soc., 1, p.123 (1956).
25. Hussein, I. A. - Macromolecules, 36, p.2024 (2003). http://dx.doi. org/10.1021/ma0257245
26. Ranade, A.; Nayak, K.; Fairbrother, D. & D’souza, N. A. - Polymer, 46, p.7323 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.04.085
27. Okamoto, M.; Nam, P. H.; Manti, P.; Kotaka, T.; Hasegawa, N. & Usuki, A. - Nano lett., 1, p.285 (2001).
28. Wagener, R. & Rusenger, T. J. G. - Polymer, 44, p.7513 (2003). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2003.01.001
29. Homminga, D.; Goderis, B.; Hoffman, S.; Reynaers, H. & Groeninckx, G. - Polymer, 46, p.9941 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j. polymer.2005.07.059
2. Choi, P. - Polymer, 41, 8741 (2000). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(00)00279-2
3. Munaro, M. & Akcelrud, L. - Polym. Degrad. Stab., 93, p.43 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.10.017
4. Lee, S. Y. & Jho, J. Y. - J. Ind. Eng. Chem., 4, p.170 (1998).
5. Liang, S.; Yang, H.; Wang, K.; Zhang, Q.; Du, R. & Fu, Q. - Acta Mat., 56, p.50 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2007.09.008
6. Morales, A. R.; Cruz, C.; Peres, L. & Ito, E. N. - Polímeros, 20, p.39 (2010). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282010005000004
7. Alexandre, M.; Dubois, P.; Sun, T.; Garces, J. M. & Jérome, R. - Polymer, 43, p.2123 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(02)00036-8
8. Ray, S. S. & Okamoto, M. - Progr. Polym. Sci., 28, p.1539 (2003).
9. Alexandre, M. & Dubois, P. - Mat. Sci. Eng., 28, p.1 (2000). http:// dx.doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00012-7
10. Fornes, T. D.; Yoon, P. J.; Keskkula, H. & Paul, D. R. - Polymer, 42, p.9929 (2001). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00552-3
11. Heinemann, J.; Reichert, P.; Thomann, R. & Mulhaupt, R. - Macromol. Rapid Commun, 20, p.423 (1999). http://dx.doi.org/10.1002/ (SICI)1521-3927(19990801)20:8<423::AID-MARC423>3.0.CO;2-N
12. Jin, Y. H.; Park, H. J.; Im, S. S.; Kwak, S. Y. & Kwak S. - Macromol. Rapid Commun, 23, p.135 (2002). http://dx.doi.org/10.1002/1521‑392 7(20020101)23:2<135::AID-MARC135>3.0.CO;2-T
13. Hotta, S. & Paul, D. R. - Polymer, 45, p.7639 (2004). http://dx.doi. org/10.1016/j.polymer.2004.08.059
14. Gopakumar, T. G.; Lee, J. A.; Kontopoulou, M. & Parent, J, S. - Polymer, 43, p.5483 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(02)00403-2
15. Wang, K. H.; Choi, M. H.; Koo, C. M.; Choi, Y. S. & Chung, I. J. - Polymer, 42, p.9819 (2001). http://dx.doi.org/10.1016/S0032- 3861(01)00509-2
16. Spencer, M. W.; Cui, L.; Yoo, Y. & Paul, D. R. - Polymer, 51, p.1056 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2009.12.047
17. Dasari, A.; Yu, Z. Z. & Mai, Y. W. - Polymer, 46, p.5986 (2005). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.05.145
18. Martins, C. G.; Larocca, N. M.; Paul, D. R. & Pessan, L. A. - Polymer, 50, p.1743 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2009.01.059
19. Choi, J. H.; Kim, H.; Han, D. H. & Lim, J. C. - J. Appl. Polym Sci, 101, p.1 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/app.22081
20. Fan, Y.; Xue, Y.; Nie, W.; Ji, X. & Bo, S. - Polym. J., 41, p.622 (2009). http://dx.doi.org/10.1295/polymj.PJ2009030
21. Spevacek, J. - Polymer, 19, p.1149 (1978).
22. Passador, F. R.; Rodolfo Junior, A. & Pessan, L. A. - Polímeros, 16, p.174 (2006). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282006000300005
23. Quental, A. C.; Carvalho, F. P.; Tada, E. S. & Felisberti, M. I. - Quím. nova, 33, p.438 (2010). http://dx.doi.org/10.1590/S0100- 40422010000200035
24. Fox, T. G. - Bull. Am. Phys. Soc., 1, p.123 (1956).
25. Hussein, I. A. - Macromolecules, 36, p.2024 (2003). http://dx.doi. org/10.1021/ma0257245
26. Ranade, A.; Nayak, K.; Fairbrother, D. & D’souza, N. A. - Polymer, 46, p.7323 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.04.085
27. Okamoto, M.; Nam, P. H.; Manti, P.; Kotaka, T.; Hasegawa, N. & Usuki, A. - Nano lett., 1, p.285 (2001).
28. Wagener, R. & Rusenger, T. J. G. - Polymer, 44, p.7513 (2003). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2003.01.001
29. Homminga, D.; Goderis, B.; Hoffman, S.; Reynaers, H. & Groeninckx, G. - Polymer, 46, p.9941 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j. polymer.2005.07.059
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email