Compósitos de polietileno de alta densidade contendo hidroxissais e hidróxidos duplos lamelares intercalados com Ânions cloreto e corantes azo

Abstract

Resumo: A busca constante por novos materiais tem chamado atenção dos pesquisadores em todo o mundo, com destaque aos nanocompósitos envolvendo matrizes poliméricas com características hidrofóbicas. A incorporação de cargas lamelares funcionais hidrofílicas nestas matrizes apresenta problemas de incompatibilidade, sendo de grande interesse o estudo da modificação química da superfície das cargas lamelares no sentido de melhorar a sua compatibilidade e consequentemente aperfeiçoar as propriedades dos compósitos poliméricos obtidos. Esse trabalho mostra a síntese e a caracterização de hidroxissais lamelares (HSL) e hidróxidos duplos lamelares (HDL) intercalados com ânions cloreto e corantes azo (alaranjado de metila e alaranjado II) e utilização desses materiais como cargas em polietileno de alta densidade (PEAD). Os materiais lamelares foram sintetizados por coprecipitação em pH alcalino constante. Os compósitos foram preparados utilizando-se uma extrusora/injetora, sendo os corpos de prova obtidos segundo norma ASTM D638-10 (V). Os resultados mostraram que os compósitos preparados são homogêneos, independe da carga utilizada e dos ânions intercalados, sendo que os materiais intercalados com alaranjado de metila e alaranjado II são também coloridos. Para os HSL e HDL contendo ânions dos corantes, foram observadas pequenas mudanças nas propriedades mecânicas avaliadas, de módulo de Young e tensão máxima que se mantém e/ou melhoraram, enquanto o alongamento e Tenacidade diminuíram. As vantagens apresentadas pelas cargas estudadas no presente trabalho são centradas na síntese em uma única etapa, utilização de reagentes de baixo custo e atóxicos, composição química definida, dimensões reduzidas e morfologia lamelar, estabilidade térmica durante o processamento, atribuição de cor ao polímero e propriedades como a absorção da radiação ultravioleta, etc. Dessa forma, os HSL e HDL coloridos surgem como materiais alternativos para a obtenção de compósitos poliméricos multifuncionais. Palavras Chave: síntese, caracterização, extrusão/injeção, compósitos poliméricos e propriedades mecânicas.

Abstarct: The constant search for new materials has drawn attention from researchers around the world, especially to nanocomposites with polymeric matrixes with hydrophobic characteristics. The incorporation of functional hydrophilic layered fillers to these matrixes presents incompatibility, being of great interest the study of the layered compounds chemical modifications of surfaces to improve the compatibility and consequently optimize the properties of the obtained polymer composites. The work reports the synthesis and the characterization of layered hydroxide salts (HSL) and layered double hydroxides (HDL) intercalated with the chloride and azo dyes anions (methyl orange and orange II) and use of the obtained materials as fillers in high density polyethylene (PEAD). The layered material was synthesized by co-precipitation in constant alkaline pH. The composites were prepared using an extruder/injection molding, were the specimens obtained by ASTM D638-10 (V) norm. The results have shown that the prepared composites were homogeneous, independent of the filler and the intercalated anions, either for HSL as for HDL containing chlorine anions and those, where the materials intercalated with the dye anions methyl orange and orange II were also colored. For the HSL and HDL intercalated with the dye anions, slight changes were observed for the evaluated mechanical properties, the Young's modulus, the ultimate tensile strength were maintained or improved while the strain at break and toughness were reduced. The advantages presented by the studied fillers in the present work are centered in the synthesis in a single step, using of low cost and atoxic chemical, well defined chemical composition, reduced dimensions and layered morphology, thermal stability during processing, attribution of color to the polymer, property to absorb ultraviolet radiation, etc. In this way, colored layered hydroxide salts (LHS) and layered double hydroxides (LDH) appear as alternative materials for the obtaining of multifunctional polymer composites. Key words: synthesis, characterization, extrusion/injection, polymer composites and mechanical properties.