Study of the effect of organophilic clays on crystallization of poly (D,L lactic acid)

Orientador: Ana Rita MoralesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: Neste trabalho, o efeito de dois tipos de modificadores orgânicos de argila montmorilonita (MMT) sobre a cristalização do poli (ácido D,L-láctico) (PDLLA) comercial foi investigado. O PDLLA apresenta dificuldade em cristalizar, dependendo do processo de produção, assim, realizou-se um estudo da cinética de cristalização isotérmica e não isotérmica do PDLLA e dos nanocompósitos. Tanto a teoria de cinética de cristalização isotérmica, Avrami, como a teoria de cinética de cristalização não isotérmica, Ozawa, indicaram que a taxa de cristalização e a cristalinidade dos nanocompósitos foram afetadas pela adição de MMT. A Cloisite 30B atuou como um agente de nucleação, diminuindo a temperatura de cristalização a frio (Tcc) e o tempo de cristalização (tc) do nanocompósito. No entanto, para a Cloisite 20A ocorreu o oposto, no qual houve um aumento tanto no Tcc quanto no tc. Este fenômeno foi estudado por meio da caracterização reológica dos nanocompósitos, a fim de compreender as interações entre as cadeias poliméricas e as argilas. A argila mais hidrofóbica reduziu a mobilidade das cadeias e retardou a relaxação, o que foi atribuído à formação de uma rede tridimensional entre as lamelas da argila e o polímero. Enquanto a argila mais hidrofílica aumentou a mobilidade da cadeia, sendo que este comportamento pode ter sido influenciado pela diminuição da massa molecular do PDLLA. A temperatura de fusão de equilíbrio dos nanocompósitos e a energia de ativação da cristalização não isotérmica também foram determinadasAbstract: The effect of clay hydrophobicity on the crystallization and rheological properties of the PDLLA was investigated. The PDLLA has much difficulty to crystallize, depending on the production process, which justified the study of the crystallization kinetics using Avrami and Ozawa theories. Both of them indicated that the overall crystallization rate and the crystallinity of the PDLLA were notably affected by the addition of the nanoclays. The hydrophilic clay acted as a nucleating agent, decreasing the cold crystallization temperature and the crystallization time of the PDLLA. However, the hydrophobic clay hindered its crystallization. The rheology was used to understanding the polymer chains and clay interaction. The hydrophobic clay reduced the mobility of chains and retarded chain relaxation, which is attributed to the formation of a filler network. While the hydrophilic clay increased the chain mobility, but this behavior may have been influenced by the decrease in molecular weight of PDLLA. The equilibrium melting temperature and the activation energy of the non-isothermal crystallization of the PDLLA and the nanocomposites were also determinedMestradoCiencia e Tecnologia de MateriaisMestra em Engenharia Químic