Raman spektroskobisi

rotacional, marca B&P Proce rosca de 19 mm de diâmetro na Figura 4.4. Este perfil foi m

sponde ao compatibilizante utilizado em cad siderou-se as faixas de massas molares enas os compatibilizantes sintetizados na pr

A Figura 4.3 mostra o fluxograma qu as deste estudo.

as etapas para obtenção e caracterização da inar.

ão das Misturas por Extrusão

s blendas utilizou-se uma extrusora de dupla Process Equipament and Systems, modelo M

metro, relação L/D igual a 25, e perfil de rosc fil foi mantido para todas as composições das

m cada blenda. ares obtidas e, na presença de que aborda

das blendas

dupla rosca co- delo MP19, com e rosca ilustrado s das blendas.

Figura 4.4: Perfil de rosca utilizado na extrusão das blendas, composto por 4 blocos de condução de 28,5mm e 1 de 19mm, 4 blocos de malaxagem à 30º, 2 à 60º, 12 à 90º, 4blocos de condução de 19mm, 8 blocos de malaxagem à 60º, 4blocos de condução de 28,5mm e 1 bloco de condução de 28,5mm de passo reduzido.

As blendas foram obtidas a partir de dois processos de extrusão. Em um primeiro momento foi processado um concentrado a partir do PBT e do compatibilizante MGE4,5C, pulverizados e secos em estufa a 60ºC por 12 horas,

obedecendo a proporção molar de 1:5 entre os grupos de carbonila e de epóxi, respectivamente. Este concentrado foi processado para os dois tipos de PBT (Valox 315 e Valox 325) utilizados nesta etapa do estudo. O produto originado desta mistura reativa é chamado neste trabalho de MASTER315 e MASTER325, para a composição feita com MGE4,5C+PBT315 e MGE4,5C+PBT325, respectivamente. A concentração em massa para os dois concentrados é de aproximadamente 55% de PBT e 45% de MGE, dependendo da concentração de –COOH e –OH de cada tipo de PBT. O perfil de temperatura adotado foi de 220 / 230 / 240 / 240 / 240ºC, a taxa de alimentação foi de 1,0 kg/h, rotação das roscas de 120 rpm o que levou a um tempo de residência do fundido dentro da extrusora igual a 90 segundos. Nestas condições de processamento o torque da máquina foi mantido entre 50 e 60%. Os concentrados obtidos foram pulverizados criogenicamente e em uma segunda etapa de extrusão foram incorporados aos dois tipos de matriz SAN (Luran 358N e Luran 378P) para estudar a influencia da razão de viscosidade, concentração de fase dispersa e taxa de cisalhamento na morfologia e propriedades das blendas.

Na segunda etapa de extrusão foram processadas blendas com 3, 5 e 10% em massa de PBT, para os dois tipos de PBT e os dois tipos de SAN. Utilizou-se duas rotações diferentes para as roscas, de 140 rpm e 200 rpm. Para as blendas preparadas a partir do MASTER325 e SAN358, também se estudou as concentrações de 20 e 30% em massa e ainda a blenda não

compatibilizada com 10% de PBT, a 200 rpm. Esta dupla de polímeros foi selecionada para estudo de maiores concentrações e ausência do compatibilizante por dois motivos, primeiro que os resultados do estudo preliminar, para blendas preparadas com SAN358 e PBT325, foram promissores e em segundo lugar porque dentre todas as blendas processadas com 10% de PBT a que apresentou uma maior transparência visual do extrudado foi a composta por estes dois polímeros (SAN358 e PBT325).

As blendas finais obtidas a partir do segundo processo de extrusão foram designadas de acordo com os componentes da blenda, concentração em massa do PBT na blenda e parâmetro de extrusão. Os componentes da blenda podem variar entre SAN378, SAN358, PBT315 e PBT325, que são representados pelo par de letras e número da seguinte maneira: SAN378 = S7; SAN358 = S5; PBT315 = P1 e PBT325 = P2. As concentrações mássicas do PBT na blenda podem variar entre 3 e 30%, representados como anteriormente pela letra z. E o parâmetro de extrusão, que representa diferentes taxas de cisalhamento, é a rotação da rosca utilizada, 140 ou 200rpm. Exemplificando: A blenda chamada de S7_P1_3_140 foi obtida a partir da mistura do copolímero SAN378 com o MASTER315 (MGE4,5C +PBT315), contendo 3% PBT na blenda

e foi processada com a menor taxa de cisalhamento, ou seja a 140rpm. Esta lógica foi utilizada para todas as blendas geradas pelo processo de extrusão. Esta segunda etapa está representada no fluxograma da Figura 4.5.

Figura 4.5: Abordagem experimental para obtenção das blendas por extrusão reativa.

As taxas de cisalhamento mínima e máxima devido ao fluxo de arraste, para cada uma destas condições foi calculada conforme proposto por Beatrice [92]:

γ

=

q ‰,Š Š (4.10)

γ

=

q ,q r ‰ ‹ q

onde D é o diâmetro da rosca, N é o número de rotações por segundo da rosca, hmax, transporte é a altura máxima do filete nos elementos de transporte

(altura entre o fundo do canal e a parede interna do barril, considerando o cosseno do ângulo da rosca que é de 20º), e hmin,malaxagem é a altura mínima

disponível para o fluxo de polímero nos blocos de malaxagem, considerando assim o máximo cisalhamento. Assim, para estes cálculos considera-se que o

material fundido só vai passar entre os blocos de malaxagem através de diferença de pressão, independentemente do ângulo que exista entre eles. Porém, sabe-se que a espessura dos blocos de malaxagem e o ângulo formado entre eles, além da pressão, irá modificar o nível de cisalhamento. Os valores obtidos são mostrados na Tabela 4.3, assim como o tempo de residência dos polímeros na extrusora para cada condição de velocidade do parafuso. Nota-se que as duas condições de processo adotadas impõe ao fluxo um aumento na taxa de cisalhamento máxima de aproximadamente 50%.

Tabela 4.3: Taxas de cisalhamento mínimas e máximas durante o processamento das nanoblendas e tempo de residência dos polímeros na extrusora para as condições de velocidade da rosca.

N (rpm) _Œ•Ž• (s-1) Œ_••‘ (s-1) tresidência (s)

140 42,6 930 80

200 60 1330 60

Para esta etapa manteve-se o perfil de temperatura adotado para a extrusão dos concentrados. A taxa de alimentação foi de 1,4 kg/h. O torque da máquina variou entre 40 e 60%. Os materiais foram granulados.