Influência de múltiplos reprocessamentos nas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas da blenda poliamida 66/poliamida 6 contendo talco

Abstract

Com o aumento da utilização de polímeros na indústria para diversas aplicações, a variedade de tipos deste material está em constante aumento. Adicionalmente, verifica-se que a gestão de resíduos proveniente da crescente produção de polímeros é uma preocupação mundial, sendo as leis ambientais cada vez mais proibitivas. Somando a alta especificidade e o desafio pela gestão de resíduos industriais, vê-se a necessidade de estudos de propriedades dos polímeros após a reciclagem. Neste sentido, esta pesquisa analisou as propriedades da blenda de poliamida 66/poliamida 6 (PA66/PA6) (ambos os materiais utilizados em peças tanto estruturais como de acabamento), contendo 30% de talco, ao longo de 8 ciclos de reprocessamento em injeção. Este processo foi efetuado utilizando uma injetora horizontal, moinho de facas e estufa para secagem, e foram analisadas as propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas do material a cada ciclo de reprocessamento. Constatou-se que as propriedades mecânicas analisadas não sofreram alteração até o quarto ciclo, exceto a vida em fadiga que reduziu 59% entre o quarto ciclo e o material virgem. Verificou-se que, após o quinto ciclo de reprocessamento houve decréscimo no módulo elástico tanto em tração como em flexão, na resistência à tração e em flexão e no alongamento máximo. Já a resistência ao impacto apresentou apenas uma leve tendência à diminuição. Constatou-se, também, aumento progressivo do índice de fluidez a partir do quinto ciclo, indicando possível diminuição da massa molar. Outra indicação deste fenômeno foi o resultado do ensaio de TGA, que mostrou decréscimo na temperatura de início de degradação também a partir do quinto ciclo. Por meio do ensaio de DSC observou-se que ao longo dos ciclos de reprocessamento a cristalinidade dos corpos de prova diminuiu com os mesmos parâmetros de injeção. A partir da análise das micrografias de superfícies de fratura, foi constatado o empobrecimento de adesão entre reforço e matriz que possivelmente influenciou no decréscimo das propriedades mecânicas, principalmente fadiga. A melhor dispersão e diminuição no tamanho das partículas de talco observadas eventualmente induziram a recuperação de propriedades mecânicas.

The range of polymer types has become vast with increasing use of polymers in the industry in many different functions. The management of waste from the continuing increase in automotive production is a global concern, and environmental laws have been increasingly prohibitive. Adding to these specificities found and the challenge for industrial waste management, it is remarkable the necessity of studies in properties of various materials after recycling and the possible use of them. In this study, polyamide 66 (PA66)/ polyamide 6 (PA6) blend (both materials are used in structural and trim parts), containing 30wt% talc was reprocessed via injection molding up to eight processing cycles. The effects of reprocessing were analyzed by mechanical, thermal and morphological properties. It was found that mechanical properties did not change until the fourth cycle, except the fatigue life that was reduced to 59% between the fourth cycle and the virgin material. It was revealed that after the fifth reprocessing cycle the mechanical properties were seriously affected and the grinding process efficiency was also affected. It was observed a reduction in tensile and flexural modulus, tensile and flexural strength and elongation at break. Impact strength presented a slight decrease of the values along the processing cycles. A progressive increase in the melt index from the fifth cycle was observed, indicating a possible decrease in the molar mass. Another indication of this phenomena was the results of the TGA analyses, which showed decrease in the Tonset. Through the DSC analysis it was found the decrease in the crystallinity without changing the injection parameters. Based on the analysis of the micrographs it was found that the bonding between matrix and filler became poor, which possibly induced the decrease in some mechanical properties. The better dispersion and the decrease in the talc particle size eventually induced a recovery of mechanical properties.