Estudo dos efeitos de interação e cristalização da argila Cloisite 15A em compósitos de poli(tereftalato de etileno) reciclado

Abstract

A reciclagem do PET é a maneira com maior nível de eficácia para reduzir a quantidade de resíduo deste material. No entanto, uma barreira encontrada para a utilização deste polímero é a perda de propriedades após o seu processo de reciclagem. Os materiais compósitos são uma alternativa para solucionar esta questão, pois o sistema polímero-material de reforço apresenta melhores propriedades finais do que o polímero puro. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e a caracterização de compósitos de poli(tereftalato de etileno) reciclado (PET-r) com a argila organofílica Cloisite 15A (C15A), nos teores de 1, 3, 5 e 7%, para investigação da interação entre a argila e a matriz polimérica. Os compósitos PET-r/argila foram preparados pelo método de intercalação no estado fundido.E a influência da concentração da argila organofílica C15A foi investigada por caracterizações de morfologia, propriedades reológicas, análises dinâmico-mecânicas, estudo das propriedades térmicas e análise da cinética de cristalização não isotérmica. Os resultados das análises morfológicas revelaram que os compósitos de PET-r apresentaram um alto grau de intercalação.Os estudos reológicos também confirmaram a interação sinérgica entre as lamelas da argila e a matriz de PET reciclado. A partir das propriedades reológicas, a compatibilidade da argila C15A com a matriz polimérica foi verificada para maiores adições de argila (5 e 7%), que promoveram a melhoria dessas propriedades nos compósitos quando comparados com o PET-r puro. Na análise térmica, os compósitos apresentaram um incremento de até 8°C na temperatura de transição vítrea para teores de argila maiores que 3%. E houve também um aumento de até 12°C na temperatura de degradação do compósito para os maiores teores de argila de 5 e 7%. A investigação da cinética de cristalização não isotérmica das amostras selecionadas indicou uma nucleação heterogênea com crescimento tridimensional na forma de esferulitos. A adição da argila C15A na matriz de PET reciclado apresentou efeito nucleante diminuindo o tempo para 50% da cristalização e a taxa de cristalização não isotérmica, além de reduzir a energia de ativação dos compósitos em comparação com a matriz polimérica. O sinergismo entre a carga e o PET reciclado também foi comprovado pelos resultados da análise dinâmico-mecânica. A incorporação de C15A na matriz de PET-r aumentou os valores dos módulos de armazenamento e de perda e diminuiu os valores dos picos de tan 𝛿, comprovando o efeito de reforço da argila C15A.