Effect of polypropylene type and processing conditions on formation and properties of composites with organophilic clay.

Foram preparados compósitos de polipropileno homopolímero e copolímeros randômico e heterofásico , com 5%, em peso, de argila organofílica comercial, polipropileno enxertado com anidrido maleico como agente compatibilizante em teores de 5 e 15%, e erucamida como agente co-intercalante em teores de 0,5 e 1,0%, por meio do processo de intercalação no estado fundido, empregando diferentes equipamentos e condições de processamento. Os compósitos foram processados em misturador interno e extrusora dupla rosca corrotacional com dois perfis de rosca e sob diferentes velocidades, e posteriormente caracterizados através das propriedades mecânicas, morfologia e teste de inflamabilidade. Os resultados de difração de raios X indicaram que o tipo de matriz polimérica afeta a dispersão da argila no sistema, sendo observada a formação de estruturas intercaladas, em especial quando o agente co-intercalante foi empregado. A microscopia eletrônica de transmissão mostrou a incipiente esfoliação da argila organofílica. O comportamento mecânico dos compósitos obtidos foi superior ao da matriz polimérica, com exceção da resistência ao impacto, que apresentou reduções, em especial os compósitos a base de copolímero heterofásico. Ciclos de reprocessamento não afetaram significativamente as propriedades mecânicas do compósitos. O teste de inflamabilidade indicou aumento da velocidade de queima e a formação de uma camada carbonácea evitando gotejamento da amostra. Variações do método processamento indicaram que a argila sofre o processo de expansão de suas lamelas devido à presença do compatibilizante e do co-intercalante principalmente durante a preparação de concentrados no misturador e a simulação da extrusora de dupla rosca com um software comercial correlacionaram satisfatoriamente os resultados experimentais.Composites of homopolymer polypropylene and random and heterophasic copolymers of 5% by weight of commercial organophilic clay, maleic anhydride grafted polypropylene as compatibilizing agent in contents of 5 and 15%, and erucamide as co-intercalating agent were prepared. 0.5 and 1.0% by means of the merged process in the molten state, employing different equipment and processing conditions. The composites were processed in an internal mixer and double screw extruder with two different profiles and at different speeds, and then characterized by mechanical properties, morphology and flammability test. The X-ray diffraction results indicated that the polymeric matrix type affects the dispersion of clay in the system, and the formation of intercalated structures was observed, especially when the co-intercalating agent was employed. Transmission electron microscopy showed the incipient exfoliation of organophilic clay. The mechanical behavior of the obtained composites was superior to that of the polymeric matrix, except for the impact resistance, which showed reductions, especially the composites based on heterophasic copolymer. Reprocessing cycles did not significantly affect the mechanical properties of the composites. The flammability test indicated increase of the burning rate and the formation of a carbonaceous layer avoiding dripping of the sample. Variations of the processing method indicated that the clay undergoes the expansion process of its lamellae due to the presence of compatibilizer and co-intercalant mainly during the preparation of concentrates in the mixer and the simulation of the twin screw extruder with commercial software satisfactorily correlated the results. experimental