Graftização de anidrido maleico em polipropileno, por processamento reativo, na presença de nanopartículas

Abstract

Neste trabalho explorou-se a viabilidade de nanorreatores de montmorilonita e peróxido, para aumentar a seletividade das reações de graftização com relação às reações de quebra de cadeia, durante o processo de graftização de anidrido maleico em polipropileno, por processamento reativo. Foram testados diversos tipos de nanorreatores, variando-se o tipo de argila montmorilonita utilizada e o tipo de peróxido incorporado. Destes, os nanorreatores de montmorilonita Cloisite 20A e o peróxido de dicumila foram escolhidos como sistema de estudo. As reações de graftização foram utilizadas em reômetro de torque Haake, seguindo um planejamento experimental, onde foram variadas as concentrações de peróxido, concetração de anidrido maleico e o tempo de reação. Analisou-se o nível de anidrido maleico graftizado (% AM) e a viscosidadede polipropileno graftizado com anidrido maleico. Os níveis de %AM obtidos foram próximos a 1%, contra 0,5% atingidos com métodos tradicionais. Os resultados mostraram que para este sistema a concentração de anidrido maleico praticamente não interfere na %AM, porém tem influência sobre a viscoisdade, provocando um aumento desta. O aumento na concentração de peróxido elevou os valores de %AM, porém não teve influência na viscosidade do produto. O aumento no tempo de reação, ao contrário do esperado, diminuiu os valores de %AM e elevou a viscosidade, sugerindo alterações nos mecanismos de graftização no sistema, principalmente pelo fato da reação de graftização não ser reversível. Com base nos dados obtidos foi sugerida a possibilidade de existência de alguma reação paralela entre o anidrido maleico graftizado com polipropileno e o agente modificador da argila montmorilonita. O presente trabalho exibe também dados sobre a validade da utilização da técncia de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) na determinação da %AM

In this research the use of montmorillonite clay and peroxide nanoreactors was investigated to improve the selectivity of grafting reaction in relation to chain scission reaction. Different systems of montmorillonite clays and peroxide were tested and Cloisite 20A® and dicumyl peroxide was selected. The grafting reaction was performed in a Haake rheometer, according to an experimental design, where the maleic anhydride and peroxide concentration, and time reactions were varied. The percentage of grafted maleic anhydride (%AM) and the viscosity of the polypropylene grafted with maleic anhydride were analyzed. The results showed a 1% of maleic anhydride grafted against 0.5% reported in the literature using traditional grafting reaction, without nanoreactores. That the increase in maleic anhydride concentration did not affected %AM, but increase viscosity. The peroxide concentration showed to affect just the %AM, increasing the %AM. Increasing in reaction time strongly affected the %AM and viscosity; the %AM reduces whereas viscosity increase. This influence is contradictory with this system, because the grafting reaction is not reversible. Is possible the existence of a new parallel reaction in the system, between the polypropylene grafted with maleic anhydride and the organic cation used in the modification of montmorillonite clay. This work show some information about the use of Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) to the determine %AM.