Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.4322/polimeros.2013.047
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Intercalação por Solução de Poliestireno de Alto Impacto em Montmorilonita Organofílica – Obtenção e Caracterização

Obtaining and Characterization of HIPS Nanocomposites in Montmorillonite

Silva, Paulo S. R. C. da; Tavares, Maria I. B.

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Resumo

Neste trabalho foram preparados e avaliados nanocompósitos de poliestireno de alto impacto (HIPS) e nanoargila. Três tipos de argila montmorilonita modificadas com sal quaternário de amônio (OMMT), denominadas de S4, S7 e B8, e uma argila sódica NT-25 foram empregadas para a obtenção dos nanomateriais. A inserção da argila organofílica no HIPS foi feita por intercalação por solução visto que este processo permite boa dispersão da argila na matriz polimérica devido ao intumescimento desta no solvente. Este intumescimento foi avaliado segundo a metodologia de Foster, e o solvente mais adequado para estas argilas foi o clorofórmio. Os nanomateriais obtidos foram caracterizados por difração de raios X e ressonância magnética nuclear de baixo campo (RMN-BC), por meio de relaxometria, via determinação do tempo de relaxação spin-rede dos núcleos de hidrogênio da matriz polimérica. Pelos resultados obtidos concluiu-se que os nanomateriais formados eram mistos, ou seja, parte apresentava-se intercalada e parte esfoliada. Além disso, a proporção nanoargila que produziu nanocompósitos com maior grau de esfoliação foi a de 2%.

Palavras-chave

Nanotecnologia, poliestireno, montmorilonita, HIPS, RMN-BC, barreira de gás, inchamento Foster

Abstract

Nanocomposites based on high-impact polystyrene and nanoclay were prepared and evaluated. Three types of montmorillonite clay modified with quaternary ammonium salt (organically modified montmorillonite - OMMT), designated S4, S7 and B8, and sodium clay (NT-25) were used to obtain the nanomaterials. The insertion of the organophilic clay in HIPS was done by solution intercalation because this process permits good dispersion of the clay in the polymer matrix due to its swelling in the solvent. This swelling was evaluated according to the Foster’s method and the most suitable solvent for these clays was chloroform. The nanomaterials obtained were characterized by X-ray diffraction and low-field nuclear magnetic resonance (LF-NMR), by means of relaxometry, by determining the spin-lattice relaxation time of the hydrogen nuclei in the polymer matrix. The results obtained indicate that the nanomaterials formed were mixed, i.e., part was intercalated and part was exfoliated. Additionally, the proportion of nanoclay that produced nanocomposites with the highest degree of exfoliation was 2%.

Keywords

Nanotechnology, polystyrene, montmorillonite, HIPS, LF-NMR, gas barrier, Foster swelling

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