Obtenção e caracterização de nanocompósitos poliméricos PA6/SEBS-g-MA com nanotubos de carbono

Abstract

O desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos tem se tornado uma rota importante na obtenção de materiais com alto desempenho, principalmente através da mistura de polímeros e nanocargas. Os nanotubos de carbono, NTC’s, têm sido bons agentes para a melhoraria do desempenho mecânico, térmico e da condutividade elétrica em matrizes poliméricas. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver nanocompósitos de Poliamida 6 (PA6)/copolímero estireno- etileno-butileno-estireno grafitizado com anidrido maleico (SEBS-g-MA) com 0,5 e 1,0 pcr de nanotubos de carbono de parede múltiplas (MWCNT’s), e assim avaliar as propriedades mecânicas, reológicas, termomecânicas e a morfologia dos sistemas. Os concentrados foram obtidos em um misturador interno do tipo HAAKE e, em seguida, processados em uma extrusora dupla rosca para posteriormente, serem moldados por injeção. As propriedades mecânicas e termomecânicas dos sistemas foram avaliadas por resistência ao impacto Izod, ensaio sob tração e temperatura de deflexão térmica (HDT). A reologia durante a fusão dos sistemas foi avaliada por reometria de torque. A microestrutura e morfologia dos nanocompósitos foi estudada por difração de raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, os sistemas também foram estudados por Termogravimetria (TG) e Calorimetria exploratória diferencial (DSC). As propriedades mecânicas indicaram um aumento do alongamento até a ruptura e da resistência ao impacto favorecido pelo incremento de 1.0 pcr de MWCNT, mantendo ainda os valores de resistência a tração próximos da PA6. A miscibilidade das fases PA6 e SEBS-g-MA foi favorecida por reações entre ao grupo amina da poliamida e o anidrido maleico do SEBS, com a formação de imida. O comportamento térmico dos nanocompósitos se mantiveram próximos aos da PA6 pura. No geral, o nanocompósito contendo 1% de MWCNT apresentou um melhor equilíbrio nas propriedades mecânicas comparada a PA6 pura, o que foi favorecido pela boa dispersão, melhoria na homogeneidade das fases e consequentemente uma morfologia mais refinada, concordando assim com a otimização e manutenção do comportamento termomecânico.