Influência da Incorporação de Nanopartículas de CaCO3 na Blenda PA/Surlyn

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo da influência da incorporação de nanopartículas de carbonato de cálcio (CaCO3) em uma blenda de poliamida6 (PA6) com rejeitos do ionômero Surlyn®, provenientes de uma indústria de embalagens de cosméticos, na proporção 80/20, seguindo uma única sequência de extrusão. As nanopartículas foram incorporadas a blenda PA6/Surlyn® nas proporções 1, 3 e 5% em relação a massa total da blenda, utilizando-se uma extrusora do tipo dupla rosca. Os corpos de prova para as caracterizações mecânicas e térmicas foram obtidos por injeção. Os nanocompósitos foram caracterizados através de ensaios de tração, flexão, impacto, HDTe índice de fluidez. A incorporação de Surlyn® foi capaz de aumentar a resistência ao impacto da PA6, a deformação até a ruptura e a tenacidade em tração. Por outro lado, resultou num decréscimo na resistência à tração e à flexão, no módulo em tração e emflexão, no HDT e no índice de fluidez. As nanopartículas de CaCO3 foram capazes de ampliar algumas propriedades da blenda PA6/Surlyn®, principalmente na concentração de 1% de CaCO3. Aumentos significativos foram observados na resistência ao impacto, na resistência à flexão, no módulo em flexão e no HDT. Já na resistência à tração, no módulo em tração e no índice de fluidez, os aumentos foram irrisórios, mas ainda assim positivos. Para a deformação até a ruptura e tenacidade observou-se uma tendência de declínio das propriedades. A tenacificação observada provavelmente foi resultante da redução do tamanho médio das gotas de Surlyn® devido à incorporação do CaCO3, que pode ter dificultado o processo de coalescência da fase dispersa na blenda. Observou-se que as propriedades mecânicas decresceram com o aumento da concentração de CaCO3. Esse comportamento pode estar relacionado à formação de aglomerados de partículas que atuaram como concentradores de tensão.

The present report aims to studythe influence of the incorporation of calcium carbonate (CaCO3) nanoparticles in a blend of Polyamide 6 (PA6) with scraps of Surlyn®ionomer, from a cosmetic packaging industry, in the 80/20 ratio, witha single processing order.The nanoparticles were incorporated into the PA6 / Surlyn® blend in proportions 1, 3 and 5% in relation of the blend mass, using a twin screw extruder. The specimens for mechanical and thermal characterizations were obtained by injectionmolding.The nanocomposites were characterized by tensile, flexural and impacttests, HDT and melt flow index.The incorporation of Surlyn® results in anincrease in the impact strengthof PA6, the deformation to rupture and the tensile strength.On the other hand, resulted in a decrease in tensile and flexural strength, tensile and flexural moduli, HDT and the melt flow index. The CaCO3nanoparticles were able to increasesome properties of the PA6 / Surlyn® blend, mainly in the concentration of 1% CaCO3. The impact strengthof the blend containing 1% CaCO3 was higher than PA6 and the pure blend. A significant increase wasalso observed in flexural strength, flexural modulus and HDT. The tensile strength, tensile modulusand the melt flow indexpresented a slightly increaseand the strain at breakand toughness presents a decrease.The increase in toughness of the blend containingCaCO3probably is a result of the reduction inthe average size of the droplets of Surlyn®. CaCO3may have prevented the coalescence process in a blend. It was observed that the mechanical properties decrease with increasing CaCO3concentration. This fact may berelated to the formation of particle clusters that actas stress concentrations.