Desenvolvimento e caracterização de nanocompósitos de poli (tereftalato de etileno) e seus copolímeros com organoargila

Abstract

O interesse na adição de nanopartículas em materiais poliméricos tem crescido, visto que podem melhorar propriedades mecânicas, elétricas e de barreira a gases. O poli (tereftalato de etileno) (PET) é um polímero muito usado em embalagens de alimentos e nanocompósitos de PET/argila têm sido amplamente estudados. Diversos copolímeros de PET são produzidos em larga escala, no entanto, a literatura demonstra que estes não são comumente investigados como matrizes para nanocompósitos com argila. O objetivo deste trabalho foi produzir nanocompósitos reforçados com argila (em teores de 2,5 e 7,5% m/m) com matriz de PET e de copolímeros de PET sintetizados com ácido isoftálico e neopentil glicol, e analisar o efeito dos comonômeros e da argila na reologia, na estabilidade térmica e no comportamento de cristalização destes materiais. A argila utilizada foi a montmorilonita comercial organicamente modificada Cloisite® 20A. Os nanocompósitos foram preparados por processamento no estado fundido em misturador interno de laboratório, utilizado também como reômetro de torque, e analisados por difração de raios X, análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial exploratória (DSC). Os nanocompósitos apresentaram argila em morfologia intercalada. Alguns dos nanocompósitos apresentaram degradação incipiente durante o processamento, principalmente aquele contendo 7,5% de argila em matriz de poli (etileno tereftalato‐co‐etileno isoftalato). A estabilidade térmica e a temperatura de transição vítrea dos materiais diminuíram com o aumento do teor de argila. A presença da organoargila antecipou e acelerou os eventos de cristalização em sua maior parte, exceto para os materiais com neopentil glicol, que permaneceram amorfos. Os sistemas com matriz PET apresentaram cristalização apenas a partir do fundido, enquanto aqueles contendo copolímero de PET com ácido isoftálico apresentaram cristalização a partir do fundido e/ou a frio, dependendo da taxa de aquecimento/resfriamento. Para todos os materiais que exibiram cristalização, o modelo macrocinético de Pseudo-Avrami mostrou excelente ajuste aos dados experimentais da cinética de cristalização não isotérmica e os parâmetros de Avrami da cinética de cristalização isotérmica sugeriram cristalização por nucleação heterogênea e crescimento cristalino tridimensional.