Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.4322/polimeros.2013.065
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Nanocompósitos de Blendas HDPE/LLDPE e OMMT – Parte II: Avaliação das Propriedades Térmica, Óticas e de Transporte a Gases

HDPE/LLDPE BLEND-BASED NANOCOMPOSITES – PART II: EVALUATION OF THERMAL, OPTICAL AND TRANSPORT PROPERTIES

Passador, Fábio R.; Travain, Daniel R.; Backes, Eduardo H.; Ruvolo Filho, Adhemar; Pessan, Luiz A.

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Resumo

Nanocompósitos de blendas de polietileno de alta densidade (HDPE) com polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) e OMMT (montmorilonita organofílica) foram preparados sob fusão em extrusora de dupla-rosca, utilizando HDPE-g-MA como agente compatibilizante. Os nanocompósitos foram caracterizados através das propriedades térmicas, óticas e de transporte de gases. A blenda HDPE/LLDPE e os nanocompósitos das blendas HDPE/LLDPE como esperado comportam-se como barreira ao vapor de água e são permeáveis ao CO2 e O2. A adição de nanoargila modificou o grau de cristalinidade da matriz polimérica dos nanocompósitos e a diminuição do coeficiente de permeabilidade foi atribuída ao aumento do grau de cristalinidade e do aumento ao caminho difusional para as moléculas do gás passarem pelo filme polimérico. O caminho difusional mais longo devido ao aumento da tortuosidade está relacionado a uma boa dispersão da carga inorgânica, boa molhabilidade desta pela matriz e forte interações na interface. Modelos teóricos de permeabilidade propostos por Nielsen e Bharadwaj foram utilizados para estimar a razão de aspecto da nanoargila nos nanocompósitos e forneceram resultados que se correlacionam bem com as morfologias observadas por microscopia eletrônica de transmissão.

Palavras-chave

Nanocompósitos, HDPE/LLDPE, propriedades de transporte, Modelo de Nielsen, Modelo de Bharadwaj.

Abstract

High density polyethylene/ linear low density polyethylene (HDPE/LLDPE) blend-based nanocomposites were prepared in a twin-screw, using HDPE-g-MA as compatibilizer agent. The nanocomposites were characterized through thermal, optical and transport properties. The HDPE/LLDPE blend and the nanocomposites behave as a barrier to water vapor but are permeable to CO2 e O2. The addition of organoclay modified the crystallinity degree of the polymer matrix of the nanocomposites. The reduction of the permeability coefficient of the nanocomposites was correlated to the increase in the crystallinity of the polymer matrix and to the increase in diffusional path of the gas due to the increase in the tortuosity related to a good dispersion of the clay platelets in the matrix. These effects are related also to a good wettability of the filler by the polymeric matrix and strong interactions at the interface. Theorical permeability models proposed by Nielsen and Bharadwaj were used to estimate the aspect ratio of the organoclay in the nanocomposites with correlate well with the images observed through transmission electron microscopy.

Keywords

Nanocomposites, HDPE/LLDPE, transport properties, Nielsen model, Bharadwaj model.

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