Compósitos de polietileno de baixa densidade contendo Hidróxidos duplos e hidroxissais lamelares organofílicos e organofóbicos

Abstract

Resumo: Nesse trabalho foram sintetizados hidróxidos duplos lamelares (HDLs) e hidroxissais lamelares (HSLs), os quais foram utilizados como agentes de carga em uma matriz de polietileno de baixa densidade (PEBD). Os HDLs e HSLs foram preparados pelo método de co-precipitação e os ânions intercalados foram o cloreto e o nitrato (cargas organofóbicas) e os ânions dodecilsulfato (DDS) e dodecilbenzenosulfonato (DBS) (cargas organofÍlicas). Os compósitos poliméricos foram processados via fusão com o auxílio de uma microextrusora e injetados na forma de corpos de prova segundo norma ASTM 638. Os compostos lamelares e os compósitos foram caracterizados por diversas técnicas instrumentais e as propriedades mecânicas investigadas. Os resultados dos difratogramas de raios X comprovaram o sucesso na síntese das cargas, as quais apresentaram boa cristalinidade. Esses resultados foram também confirmados pelas medidas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho, com transformada de Fourier. Após incorporação na fase polimérica, principalmente os HDLs e HSLs organofílicos, alteraram as propriedades mecânicas do PEBD. Os resultados de difração de raios X sugerem que os HSLs organofílicos foram esfoliados na matriz polimérica, enquanto que os organofóbicos foram somente delaminados. Nos compósitos, as temperaturas de fusão e cristalização se mantiveram praticamente constantes, com pequenas variações pontuais nos índices de cristalinidade. As micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura mostraram que os HSLs e HDLs apresentaram boas dispersões na matriz polimérica, especialmente os organofílicos.

Abstract: In the present work, layered double hydroxides (LDH) and layered hydroxide salts (LHS) were synthesized and used as fillers into a low density polyethylene (LDPE). The LDHs and LHSs were prepared by the co-precipitation method and the intercalated anions were chloride and nitrate (organophobic fillers), dodecylsulfate (DDS) and dodecylbenzenesulfonate (DBS) (organophilic fillers). The polymeric composites were processed by fusion, with the aim of a microextruder and injected in the form of essay samples following the ASTM 638 norm. The layered compounds and the composites were characterized by several instrumental techniques and the mechanical properties investigated. The X-ray diffraction patterns proved the fillers synthesis success, which were of good crystallinity. These results were also confirmed by the Fourier transform infrared spectroscopic measurements. After incorporation in the polymeric matrix, especially the organophilic LDHs and LHSs have changed the mechanical properties of LDPE. The X ray diffractions results suggest that the organophilic fillers were exfoliated into the polymeric matrix while the organophobic were only delaminated. In the composites, the melting temperatures were maintained almost constant, with small and punctual variations of the crystallinity indexes. The scanning electronic microscopic images have shown that LDHs and LHSs presented good dispersions in the polymeric matric, especially the organophilic ones.