Avaliação do efeito de diferentes elementos de mistura na morfologia de blendas...

Blendas poliméricas imiscíveis podem ser definidas como misturas macroscopicamente homogêneas de dois ou mais polímeros, sem que haja um elevado grau de reação química entre eles. Uma das formas mais comuns de preparação de blendas poliméricas é através do seu processamento em extrusoras, onde os polímeros que a compõe são fundidos e misturados. O controle da morfologia de uma blenda imiscível, como é o caso da blenda de polipropileno (PP) com poliestireno (PS), é a chave para a produção de novos materiais, que apresentem melhores propriedades que aquelas dos materiais individuais que constituem a blenda. A forma, o tamanho e a distribuição espacial da fase dispersa na matriz resultam de uma complexa relação entre viscosidade e elasticidade das fases, das propriedades interfaciais, da composição da blenda e das condições de processamento. Portanto, o tipo de elemento de mistura e as propriedades reológicas dos polímeros têm forte influência sobre a morfologia. Os elementos de rosca podem melhorar a distribuição da fase dispersa ou ainda auxiliar na quebra ou cominuição da fase dispersa, melhorando sua dispersão. Para avaliar o efeito de diferentes elementos de mistura na morfologia de blendas PP/PS, blendas contendo 75% (em massa) de PP e 25% (em massa) de PS, foram preparadas em extrusora de rosca única. Durante a preparação das blendas, parâmetros operacionais tais como, rotação da rosca e perfil de temperatura foram mantidos constantes, alterando-se somente o perfil da rosca. Foram testados cinco elementos mistura diferentes, sendo dois modelos CRD , um elemento Maddock, um elemento distributivo e um elemento de condução. As morfologias das blendas PP/PS foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e os tamanhos dos domínios de PS foram determinados via software ImageJ, a partir das micrografias obtidas. O comportamento reológico da blenda e de seus constituintes puros foi avaliado por reometria capilar.

Palavras-chave em Inglês

Blends
Screw elements
Capillary rheometry

Resumo em Inglês

Polymeric blends are macroscopically homogeneous mixtures of two or more polymers, without a high degree of chemical reaction between them. One of the most commonly used form to prepare polymeric blends is through extrusion processing, where the compounding polymers are molten and mixed. The morphology control of immiscible blends, such as the polypropylene (PP) polystyrene(PS) blend, is the key for the production of new materials, which display better properties than those of the individual components of the blend. The shape, size and spatial distribution of the disperse phase in the polymeric matrix result from a complex relation between viscosity and elasticity between the phases, from the interfacial properties, blend composition and rheological properties of the polymers. The polymeric mass mixing capacities are affected by the type of screw element that is being used and the rheological properties of the polymers being mixed have a huge effect on the resulting morphology. These screw elements are able to improve the distribution of the disperse phase or even facilitate the breaking, or cumminution, of the disperse phase, making for a better dispersion. In order to evaluate the effects of different mixing elements on the morphology of PP/PS blends, blends containing 75% PP (mass) and 25% PS (mass), were prepared in single screw extruder. During blend processing, operational parameters such as screw rotation and temperature profiles were kept constant, changing only the screw profiles. Five mixing elements were tested, two of which were CRD based elements, one Maddock element, one ditributive element and one conveying element. The morphologies of the PP/PS blends were evaluated using Scanning Electron Microscopy (SEM) and the size of the PS domains was determined with ImageJ software, using the micrographs as base. There were also capillary rheometry in order to check the resulting rheological properties of the blend and of its components.

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Data de Publicação

2017-10-25

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