Estudo Experimental do Processo de Rotomoldagem de PELBD: Efeitos sobre a Morfologia e Estabilidade Dimensional
Experimental Study of Rotational Molding Process of LLDPE: Effects on Morphology and Dimensional Stability
Comisso, Tiago Boni; Lima, Carlos Alberto Silva de; Carvalho, Benjamim de M.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282013005000016
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.23, n1, p.97-107, 2013
Resumo
No presente estudo o empenamento de peças de polietileno linear de baixa densidade (PELBD) moldadas por rotomoldagem foi investigado. O efeito de diferentes fatores como espessura da peça, taxa de resfriamento e diâmetro de tubo de ventilação foi avaliado. Além dos experimentos de rotomoldagem, uma técnica alternativa denominada "Hot Press" foi também aplicada para investigar o empenamento de dois diferentes PELBD sob condições típicas da rotomoldagem quanto ao resfriamento assimétrico. Cristalinidade e morfologia esferulítica ao longo da espessura das peças rotomoldadas foram avaliadas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Ótica de Luz Polarizada. Verificou-se que o grau de empenamento aumenta com a taxa de resfriamento. O aumento do diâmetro do tubo de ventilação é mais efetivo na redução do empenamento principalmente em menores taxas de resfriamento. Nos experimentos de "Hot Press" o PELBD com menor índice de fluidez e maior módulo de flexão apresentou menor empenamento. Nos experimentos de "Hot Press" a espessura das peças afetou o empenamento somente para maiores taxas de resfriamento. Em geral, a cristalinidade e o tamanho de esferulitos se mostraram menores nas posições ao longo da espessura das peças rotomodadas onde as taxas de resfriamento eram mais rápidas.
Palavras-chave
Rotomoldagem, empenamento, polietileno linear de baixa densidade
Abstract
In the present study the warpage of rotationally molded parts of a linear low density polyethylene (LLDPE) was investigated. The effect from different processing factors such as part thickness, cooling condition and diameter of the venting tube was evaluated. In addition to the rotational molding experiments, an alternative experimental technique, referred to as "Hot Press", was also applied to investigate the warpage of two different grades of LLDPE under typical rotational molding conditions, which means slow cooling from only one side. The crystallinity and spherulitic morphology along the thickness of the rotationally molded parts were studied by Differential Scanning Calorimetry and Polarized Light Optical Microscopy. It is shown that the warpage increases with increasing cooling rate. The increase in diameter of the venting tube is more effective in reducing the warpage of rotationally molded parts, especially for lower cooling rates. In hot press experiments the grade of LLDPE with lower melt flow index and higher flexural strength presented lower warpage. The part thickness affects the warpage in hot press experiments only for faster cooling rates. In general, crystallinity and spherulitic diameter are lower in positions along the cross section of the rotationally molded part where the cooling rate is faster.
Keywords
Rotomoulding, warping, linear low density polyethylene
References
1. Crawford, R. J. - “Rotational moulding of plastics”, John Willey, New
York (1996).
2. Beall, G. L. - “Rotational Molding: Design, Materials, Tooling and Procesing”, Carl Hanser Verlag, Munich (1998).
3. Rotational molding resins: poly processing Company. Technical Bulletin (1999).
4. Crawford, R. J. P. – Polym. Eng. Sci., 56, p.263 (1996).
5. Cramez, M. C.; Oliveira, M. J. & Crawford, R. J. - Polym. Degrad. Stabil., 75, p.321 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0141- 3910(01)00234-8
6. Kontopoulou, M. & Vlachopoulos, L. Polym. Eng. Sci., 41, p.165 (2001). http://dx.doi.org/10.1002/pen.10718
7. Torres, F. G. & Aragon, C. L. - Polim. Test., 25, p.568 (2006). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2006.03.010
8. Liu, S.-J. & Ho, C.-F. - Adv. Polym. Tech., 18, p.201 (1999). http:// dx.doi.org/10.1002/(SICI)1098-2329(199923)18:3<201::AIDADV1> 3.0.CO;2-N
9. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., p.1406 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20835
10. Crawford, R. J. - “Advances in the Rotational Moulding of Plastics”, John Willey, New York (1999).
11. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., p.1420 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20834
12. Koppen, C.; Carvalho B. M. & Pariona M. – “Influência da camada de ar entre poliamida e molde na etapa de resfriamento da rotomoldagem”, in: Anais do 9º Congresso Brasileiro de Polímeros, (2008).
13. Galera, V. V. – “Simulação da etapa de resfriamento da poliamida 66 no processo de moldagem rotacional”, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Brasil (2007).
14. Xu, H. & Bellehumeur, C. T. - Polym. Eng. Sci., 48, p.283 (2008). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20887
15. Lim, K. K. & Inakiev, A. - Polym. Eng. Sci., 46, p.960 (2006). http:// dx.doi.org/10.1002/pen.20481
16. Liu, S.-J. & Ho, C.-F. - J. Reinf. Plast. Comp., 19, p.992 (2000). http:// dx.doi.org/10.1106/XMXH-C1PG-91R8-M1GX
17. Glomsaker, T.; Hinrichsen, E. L.; Larsen, Å.; Doshev, P. & Ommundsen, E. - Polym. Eng. Sci., 49, p.523 (2009). http://dx.doi.org/10.1002/ pen.21322
18. Pop-Lliev, R. et al. - Polym. Proc. Soc., 17, p.18 (2002).
19. Glomsaker, T.; Larsen, Å.; Andreassen, E. & Ommundsen, E. - Polym. Eng. Sci., p.945 (2005). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20348
20. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., 45, p.114 (2005). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20236
21. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., 47, p.1420 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20834
22. Kontopoulou, M. & Vlachopoulos, L. - Polym. Eng. Sci., 39, p.1989 (1999).
23. Sawyer, L. C.; Grubb, D. T. & Meyers, G. F. - “Polymer Microscopy”, Springer (2008).
24. Mark, J. E. - “Polymer Data Handbook”, Oxford University Press (1999).
25. Bawiskar, S. & White, J. L. - Polym. Eng. Sci., 34, p.815 (1994). http:// dx.doi.org/10.1002/pen.760341006
26. Keith, D. H. & Padden, F. J. - Macromolecules, 29, p.7776 (1996). http://dx.doi.org/10.1021/ma960634j
27. Sazaki, S.; Sakaki, Y.; Takahara, A. & Kajiyama, T. - Polymer, 43, p.3441 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00158-1
28. Schuktz, J. M. – Polymer, 44, p.433 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/ S0032-3861(02)00724-3
29. Woo, E. M.; Wu, P. L.; Wu, M. C. & Yan, K. C. - Macromol. Chem. Physic., 207, p.2232 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/ macp.200600379
30. Pick, L. T.; Harkin-Jones, E.; Oliveira, M. J. & Cramez, M. C. - Wiley Int. Sci., p.1963 (2005).
31. Chiu, F. C.; Fu, Q.; Peng, F. & Shih, H. H. - J. Polym. Sci., 40, p.325 (2002).
32. Nam, J. Y.; Kadomatsu, S.; Saito, H. & Inoue, T. - Polymer, 43, p.2101 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00709-1
33. Wang, Y. & Yan, W. - Chinese Sci. Bull., 52, p.736 (2007). http:// dx.doi.org/10.1007/s11434-007-0093-4
34. Feng, L. & Kamal, M. R. - Polym. Eng. Sci., 45, p.1140 (2005). http:// dx.doi.org/10.1002/pen.20389
35. Braskem. - “Poliolefinas: Tabela de Propriedades”. Disponível em:. Acesso
em: 04 nov. 2010.
2. Beall, G. L. - “Rotational Molding: Design, Materials, Tooling and Procesing”, Carl Hanser Verlag, Munich (1998).
3. Rotational molding resins: poly processing Company. Technical Bulletin (1999).
4. Crawford, R. J. P. – Polym. Eng. Sci., 56, p.263 (1996).
5. Cramez, M. C.; Oliveira, M. J. & Crawford, R. J. - Polym. Degrad. Stabil., 75, p.321 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0141- 3910(01)00234-8
6. Kontopoulou, M. & Vlachopoulos, L. Polym. Eng. Sci., 41, p.165 (2001). http://dx.doi.org/10.1002/pen.10718
7. Torres, F. G. & Aragon, C. L. - Polim. Test., 25, p.568 (2006). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2006.03.010
8. Liu, S.-J. & Ho, C.-F. - Adv. Polym. Tech., 18, p.201 (1999). http:// dx.doi.org/10.1002/(SICI)1098-2329(199923)18:3<201::AIDADV1> 3.0.CO;2-N
9. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., p.1406 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20835
10. Crawford, R. J. - “Advances in the Rotational Moulding of Plastics”, John Willey, New York (1999).
11. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., p.1420 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20834
12. Koppen, C.; Carvalho B. M. & Pariona M. – “Influência da camada de ar entre poliamida e molde na etapa de resfriamento da rotomoldagem”, in: Anais do 9º Congresso Brasileiro de Polímeros, (2008).
13. Galera, V. V. – “Simulação da etapa de resfriamento da poliamida 66 no processo de moldagem rotacional”, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Brasil (2007).
14. Xu, H. & Bellehumeur, C. T. - Polym. Eng. Sci., 48, p.283 (2008). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20887
15. Lim, K. K. & Inakiev, A. - Polym. Eng. Sci., 46, p.960 (2006). http:// dx.doi.org/10.1002/pen.20481
16. Liu, S.-J. & Ho, C.-F. - J. Reinf. Plast. Comp., 19, p.992 (2000). http:// dx.doi.org/10.1106/XMXH-C1PG-91R8-M1GX
17. Glomsaker, T.; Hinrichsen, E. L.; Larsen, Å.; Doshev, P. & Ommundsen, E. - Polym. Eng. Sci., 49, p.523 (2009). http://dx.doi.org/10.1002/ pen.21322
18. Pop-Lliev, R. et al. - Polym. Proc. Soc., 17, p.18 (2002).
19. Glomsaker, T.; Larsen, Å.; Andreassen, E. & Ommundsen, E. - Polym. Eng. Sci., p.945 (2005). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20348
20. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., 45, p.114 (2005). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20236
21. Abdullah, M. Z.; Bickerton, S. & Bhattacharyya, D. - Polym. Eng. Sci., 47, p.1420 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/pen.20834
22. Kontopoulou, M. & Vlachopoulos, L. - Polym. Eng. Sci., 39, p.1989 (1999).
23. Sawyer, L. C.; Grubb, D. T. & Meyers, G. F. - “Polymer Microscopy”, Springer (2008).
24. Mark, J. E. - “Polymer Data Handbook”, Oxford University Press (1999).
25. Bawiskar, S. & White, J. L. - Polym. Eng. Sci., 34, p.815 (1994). http:// dx.doi.org/10.1002/pen.760341006
26. Keith, D. H. & Padden, F. J. - Macromolecules, 29, p.7776 (1996). http://dx.doi.org/10.1021/ma960634j
27. Sazaki, S.; Sakaki, Y.; Takahara, A. & Kajiyama, T. - Polymer, 43, p.3441 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00158-1
28. Schuktz, J. M. – Polymer, 44, p.433 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/ S0032-3861(02)00724-3
29. Woo, E. M.; Wu, P. L.; Wu, M. C. & Yan, K. C. - Macromol. Chem. Physic., 207, p.2232 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/ macp.200600379
30. Pick, L. T.; Harkin-Jones, E.; Oliveira, M. J. & Cramez, M. C. - Wiley Int. Sci., p.1963 (2005).
31. Chiu, F. C.; Fu, Q.; Peng, F. & Shih, H. H. - J. Polym. Sci., 40, p.325 (2002).
32. Nam, J. Y.; Kadomatsu, S.; Saito, H. & Inoue, T. - Polymer, 43, p.2101 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00709-1
33. Wang, Y. & Yan, W. - Chinese Sci. Bull., 52, p.736 (2007). http:// dx.doi.org/10.1007/s11434-007-0093-4
34. Feng, L. & Kamal, M. R. - Polym. Eng. Sci., 45, p.1140 (2005). http:// dx.doi.org/10.1002/pen.20389
35. Braskem. - “Poliolefinas: Tabela de Propriedades”. Disponível em:
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email