CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA, MECÂNICA E MORFOLÓGICA DA BLENDA PC/ABS COM MODIFICADOR DE IMPACTO

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1 CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA, MECÂNICA E MORFOLÓGICA DA BLENDA PC/ABS COM MODIFICADOR DE IMPACTO R. S. Cavalcante 1, J. D. V. Barbosa 1, J. B. Azevedo 1, L. Pisanu 1, S.M. Nascimento 1 Av. Orlando Gomes, 1845 Piatã - CEP Salvador, BA. josiane.dantas@fieb.org.br 1 Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC RESUMO O PC/ABS (Policarbonato/Acrilonitrila Butadieno Estireno) é uma mistura que combina elevada processabilidade do ABS com as excelentes propriedades mecânicas, resistência térmica e ao impacto do PC. Além disso, as misturas de PC/ABS apresentam um efeito sinergético resultando em excelente resistência ao impacto a baixas temperaturas, que é melhor do que a apresentada pelo ABS ou PC individualmente. O PC/ABS tem uma vasta aplicação na indústria automotiva (portaluvas Painel de instrumentos, assentos, etc), e na indústria de eletrônicos (painéis LCD, teclados, etc). No presente estudo, foram analisados os efeitos da adição do modificador de impacto PROTAK da Inoquímica nas propriedades mecânicas e térmicas da mistura. Os percentuais de MI utilizados foram de 0,5% e 1%, de PC 60% e de ABS 40%, 39,5% e 39%. Palavras-chave: Mistura PC/ABS/MI, resistência, reologia, blendas poliméricas, temperatura. INTRODUÇÃO O Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) é um polímero rígido e leve, obtido pela polimerização do estireno e da acrilonitrila na presença de polibutadieno, apresentando flexibilidade e resistência ao impacto. O Policarbonato (PC) é um material durável que apresenta alta resistência ao impacto, resistência à tração e resistência à chamas, pois apesar de incendiar é de difícil ignição. 1 A mistura desses dois polímeros resulta numa facilidade de processamento com maleabilidade a baixas temperaturas. Além disso, a blenda PC/ABS apresenta alta resistência ao impacto a temperaturas baixas, resistência térmica, elevada rigidez, boa processabilidade, baixa contração e elevada estabilidade dimensional, além de permitir coloração e impressão. É um polímero bastante utilizado na indústria automobilística e de eletrônicos, principalmente quando a aparência e 2482

2 durabilidade do produto final são fatores importantes na escolha do material no desenvolvimento do produto. A blenda PC/ABS pode ser utilizada em aplicações que requerem temperaturas de deflexão elevadas (95ºC a 125ºC) e boa ductilidade. 2 MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAIS Neste estudo foi utilizado o Bayblend T65 XF fornecido pela Bayer. Os polímeros utilizados foram o PC (policarbonato) a uma proporção de 60,0%, o ABS (acrilonitrila butadieno estireno) às proporções de 40,0%, 39,5% e 39,0% e o modificador de impacto (MI) a base de poliéster-glicol comercialmente conhecido por Protac nas proporções de 0,5% e 1,0% de acordo com o quadro abaixo: Tabela 1 Composições das misturas estudadas. Amostras PC ABS MI Tipo I 60,0% 40,0% 0,0% Tipo II 60,0% 39,5% 0,5% Tipo III 60,0% 39,0% 1,0% MÉTODOS Antes de iniciar a mistura, os polímeros foram secos em estufa durante 6 horas à temperatura de 90ºC. Foi realizada a pesagem para preparo das misturas e em sequência foram processados em extrusora dupla rosca co-rolante com L/D 40, resfriado em água à temperatura ambiente e peletizado. Para obtenção dos corpos de prova, necessários para a realização dos ensaios mecânicos, utilizou-se uma injetora da marca ROMI, modelo Primax. CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA E MECÂNICA As blendas foram caracterizadas mecanicamente através de ensaio de tração seguindo norma ISO 527 e flexão seguindo norma ISO 178. Os ensaios foram 2483

3 conduzidos em máquina universal de ensaios Emic Modelo DL O ensaio de impacto foi realizado seguindo a norma ISO 180, numa máquina Instron, modelo CEAST 9050, com martelo de 2,7 J e configuração IZOD. Os corpos de prova injetados foram mantidos a temperatura ambiente por um tempo mínimo de 24 horas antes dos ensaios mecânicos, sendo cinco corpos de prova para cada tipo de mistura e cinco utilizados para cada teste mecânico (tração e impacto). 3 Para a análise do índice de fluidez, foram retiradas 5 amostras de cada resina, com carga de 2,16 kg e temperatura de 260 C, a um tempo de estabilização de 20s, tempo de corte 30s e temperatura ambiente +/- 23 C. O equipamento utilizado foi o Plastômetro Kayeness INC, de acordo com a norma ASTM D1238. Para pesagem das amostras foi utilizado uma balança semi-analítica, modelo Gehara MOD, BG 200, com capacidade máxima de 200g, mínima de 0,02g e divisão 0,001g. 3 CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA Foi utilizado um microscópio eletrônico de varredura (MEV) da marca Joel, modelo JSM-6510LV com magnificação de 400x, para realizar a caracterização morfológica na superfície de fratura dos corpos de prova após o ensaio de impacto e recobertas com ouro. RESULTADOS E DISCUSSÃO Foram realizados testes de fluidez com amostras retiradas de cada blenda e os resultados estão apresentados da Tabela 2. Tabela 2 - Valores encontrados no ensaio de fluidez para as amostras estudadas. Amostras Média Desvio [g/10min] [g/10min] Tipo I 14,424 2,142 Tipo II 22,184 1,584 Tipo III 22,392 2,886 A Figura 1 apresenta o gráfico da variação do índice de fluidez, com apresentação dos resultados para cada amostra ensaiada. 2484

4 Analisando os dados obtidos na Tabela 1 e na Figura 1 observamos que a adição do modificador de impacto mesmo que em pequena quantidade alterou os resultados de viscosidade quando comparado ao material puro. Figura 1 - Gráfico comparativo de Índice de Fluidez entre as blendas. Os resultados referente as propriedades mecânicas podem ser observados abaixo na Tabela 3, Figura 2 e Figura 3 para os corpos de provas ensaiados do Tipo I, Tipo II e Tipo III respectivamente. Tabela 3 - Valores obtidos do ensaio de tração para as amostras estudadas. Amostras Max. [MPa] [MPa] Deformação ES1 Deformação ES2 [%] Mod. Elasticidade [MPa] [%] [%] TIPO I 50,75 45,12 2,443 37,38 7, Desv. Padrão 0,4993 2,259 0,1204 1,451 1,825 76,72 TIPO II 50,71 41,57 2,280 36,42 12, Desv. Padrão 0,3233 1,402 0, ,3163 2,702 22,21 TIPOIII 50,16 40,00 2,450 36,83 12, Desv. Padrão 0,4254 1,057 0, ,105 2,244 49,

5 A B C Figura 2 - Gráfico tensão-deformação. (A) Tipo I. (B) Tipo II. (C) Tipo III. Figura 3 - Gráfico comparativo do módulo de elasticidade entre as blendas Analisando os resultados de propriedades mecânicas verificamos que a adição do modificador de impacto apresentou uma pequena queda nos valores de tensão na força máxima e não influenciou significativamente os outros valores de propriedades mecânicas. Para auxiliar na interpretação dos dados referente ao desempenho mecânico foram realizados ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) na 2486

6 superfície de fratura do Tipo II após ensaio de impacto e os resultados podem ser observados Figura 4 abaixo: A B Figura 4 - Amostra blenda Tipo II. (A) MEV com aumento de 500 X (B) MEV com aumento de 750 X. De acordo com os resultados obtidos, podemos observar os ensaios para avaliação do índice de fluidez dos tipos de blenda mostrou que com a dição de 0,5% ou 1,0% de MI o material de comportou de forma mais fluida, melhorando assim a reologia da mistura com a redução da viscosidade em torno de 55% a 65%. Já para os resultados as propriedades mecânicas não foi obseravdo mudanças significativas nas propriedades mecânicas com a adição do modificador de impacto. Para as análises morfológicas de MEV observamos que houve dispersão entre o PC e o ABS, caracterizando alguma miscibilidade da blenda. CONCLUSÃO Para a blenda PC/ABS a adição do modificador de impacto apresentou pequena melhoria nas características térmicas e reológicas do material com o aumento do índice de fluidez mantendo as propriedades mecânicas constante. Referências Bibliográficas 1. CANEVAROLO Jr, S. V. Ciência dos Polímeros Um texto básico para tecnólogos e engenheiros, ARTLIBER Ed. 2ª; São Paulo, Vol. Único, p , 2006; 2. NOVAES, I.C. Estudo das propriedades físico-mecânica da blenda ABS/PC, 75 pg. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnólogo) da Faculdade de Tecnologia da Zona Leste, São Paulo, 2010; 2487

7 3. CANEVAROLO Jr, S. V. Técnicas de Caracterização de Polímeros, ARTLIBER Ed. 1ª; São Paulo, Vol. Único. p , 2007; THERMAL MECHANICAL AND MORPHOLOGICAL CHARACTERIZATION OF THE PC/ABS BLEND WITH IMPACT MODIFIER ABSTRACT PC/ABS (Polycarbonate/Acrylonitrile Butadiene Styrene) is a blend that combines high processability of ABS with excellent mechanical properties, heat resistance and impact resistance of PC. In addition, blends of PC / ABS have a synergistic effect resulting in excellent impact resistance at low temperatures which is better than that presented by the ABS or PC individually. The PC / ABS has a wide application in automotive (glove box Instrument panel, seats, etc) industry, and in the electronics industry (LCD panels, keyboards, etc). In the present study, we will consider the effects of adding the PROTAK impact modifier from Inoquímica to the mechanical and thermal properties of the blend. The percentage of MI used was 0.5% and 1%, PC 60% and ABS 40%, 39.5% and 39%. Key-words: Blend PC/ABS/MI, strength tensile, rheology, polymeric blends, temperature 2488