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Title: Comportamento reológico de compósitos híbridos compatibilizados de polietileno/fibra de línter/argila montmorilonita
Authors: Duarte, Isabella Donadello
Keywords: Polietileno. Argila montmorilonita. Línter de algodão. Reologia.;Polyethylene. Montmorillonite clay. Cotton linter. Rheology.
Issue Date: 12-Dec-2019
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: DUARTE, Isabella Donadello. Comportamento reológico de compósitos híbridos compatibilizados de polietileno/fibra de línter/argila montmorilonita. 2019. 53 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: A adição de duas cargas reforçantes em matrizes poliméricas tem se mostrado uma alternativa à produção de compósitos poliméricos convencionais, pois permite combinar as propriedades dos componentes individuais e superar muitas das limitações de um compósito reforçado somente com uma carga. A fibra de línter de algodão consiste em um rejeito da indústria têxtil rico em celulose, de baixo custo e biodegradável. A argila montmorilonita (MMT) é uma carga natural inorgânica capaz de melhorar propriedades como módulo de elasticidade, resistência à propagação de chamas e permeabilidade de gases de materiais poliméricos. O polietileno é uma poliolefina muito utilizada principalmente na indústria de embalagens, que representa boa parte da produção mundial de plásticos. O presente trabalho tem por objetivo apresentar um estudo do comportamento reológico em regime de viscoelasticidade linear de compósitos híbridos de polietileno com fibras de línter de algodão e argila montmorilonita organicamente modificada com e sem adição de agente de compatibilização PE-g-MA, assim como obter morfologia, analisar estrutura por difração de raios X (DRX) e observar possíveis interações químicas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resultados da análise reológica revelaram incremento dos módulos de armazenamento e de perda, assim como da viscosidade complexa com a adição das cargas. O compatibilizante mostrou-se determinante na viscosidade dos compósitos e nos pontos de cruzamento de módulo de armazenamento (G’) e módulo de perda (G’’) quando comparado aos compósitos não compatibilizados. A análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou a presença de um pigmento aglomerado no polietileno puro, este que teve forte influência na reologia do material. O MEV mostrou igualmente uma melhor superfície de adesão para compósitos com línter e PE-g-MA. Tanto a análise por DRX quanto por microscopia eletrônica de transmissão (MET), revelaram indícios de regiões de aglomeração e de esfoliação para o compósito com argila.
Abstract: The addition of two fillers in polymeric matrices has been shown as an alternative to the production of conventional polymer composites, as it allows to combine the properties of the individual components. Cotton línter fiber is a low cost, biodegradable cellulose rich textile waste. Montmorillonite clay (MMT) is an inorganic natural filler capable of improving properties such as modulus of elasticity, flammability and gas permeability of polymeric materials. Polyethylene is a polyolefin widely used mainly in the packaging industry, which represents a large part of the world production of plastics. The aims of this work was to present a study of the rheological behavior in linear viscoelastic region of polyethylene hybrid composites with cotton línter fibers and organically modified montmorillonite clay with and without PE-g-MA compatibilizing agent as well as to obtain morphology, analyze X-ray diffraction structure (XRD) and to investigate possible chemical interactions by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results of rheological analysis revealed an increase in storage and loss modules, as well as complex viscosity with the addition of fillers. The compatibilizer proved to be determinant in the composites viscosity and storage module (G') and loss modulus (G'') crossing points when compared to non-compatible composites. Morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM) revealed the presence of an agglomerated pigment in pure polyethylene, which had a strong influence on the material rheology. SEM also showed a better adhesion surface for liner and PE-g-MA composites. Both XRD and transmission electron microscopy (MET) analysis revealed evidence of agglomeration and exfoliation regions for the clay composite. Keywords: Polyethylene; montmorillonite clay; cotton linter; rheology
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/10172
Other Identifiers: 20170155210
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