Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.4322/polimeros.2014.042
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Estudo do Comportamento Térmico e Mecânico do PLA Modificado com Aditivo Nucleante e Modificador de Impacto

Study of Mechanical and Thermal Behavior of PLA Modified with Nucleating Additive and Impact Modifier

Pereira, Renata Brisigueli; Morales, Ana R.

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Resumo

O poliácido lático (PLA) é, dentre os polímeros biodegradáveis, o que apresenta o maior potencial para substituição aos polímeros derivados do petróleo na indústria de embalagens. No entanto uma de suas principais limitações está na baixa estabilidade térmica dimensional. O presente trabalho apresenta um estudo da influência da utilização de dois aditivos: modificador térmico (nucleante) e modificador de impacto, na Temperatura de Distorção Térmica (HDT), no Ponto de Amolecimento Vicat (Vicat) e nas propriedades mecânicas do PLA. Os mecanismos de atuação destes aditivos foram estudados por alterações na temperatura de transição vítrea (Tg) e na cristalinidade medidas por calorimetria diferencial exploratória (DSC) em corpos de prova injetados sem e com tratamento de recozimento. Aplicou-se um planejamento experimental para tratamento estatístico dos dados. Os valores de HDT e de Vicat foram pouco alterados pela presença dos aditivos, embora tenha sido observado aumento nos valores do módulo elástico de tração. O tratamento de recozimento foi responsável pelo aumento tanto na HDT como na Vicat devido ao aumento no grau de cristalinidade. As curvas de DSC mostraram uma grande complexidade no comportamento térmico do PLA, sendo fortemente influenciado pelas condições de tratamento térmico.

Palavras-chave

PLA, aditivos nucleantes, propriedades mecânicas, propriedades térmicas

Abstract

Poly(lactic acid) (PLA) is the biodegradable polymer with greatest potential to replace petroleum-based polymers for the packaging industry. However one of its major limitations is the poor thermal dimensional stability. This paper presents a study of the influence of two additives: thermal modifier (nucleating) and impact modifier on the Heat Distortion Temperature (HDT), Vicat Softening Temperature (Vicat) and mechanical properties of PLA. The mechanism of these additives was evaluated by analyzing the glass transition temperature (Tg) and degree of crystallinity by Differential Scanning Calorimetry (DSC) in the samples with and without annealing treatment. An experimental design was applied for the statistical treatment of the data. The values of HDT and Vicat were slightly altered by the presence of additives, although the tensile elastic modulus increased. Annealing was responsible for the increase in HDT as well as in Vicat due to an increased degree of crystallinity. DSC curves showed a great complexity in the thermal behavior of PLA, being strongly influenced by the conditions of heat treatment.

Keywords

PLA, nucleating additives, mechanical properties, thermal properties

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