Polypropilene-graft-maleic anhydride graftization over hollow glass microspheres through reactive extrusion

Using a maleic grafted polypropylene copolymer as a compatibilizing agent on a composite with hollow glass microspheres HGM is one way to reduce the mechanical properties decrement associated to the round, hollow, hydrophilic spheres. In this work, the esterification reaction between the PP-g-MAH and hollow glass microspheres was studied, both being present in a polypropylene/hollow glass microsphere composite and have been made by reactive extrusion. The aim of this work is to quantify the yield and efficiency of this reaction and to understand the influence of temperature over these. Results show that both parameters are dependent on both the initial content of PP-g-MAH on the extruder and temperature, and that both increase with increasing the initial content, but decrease with increasing temperature, having the lower temperature the highest yield. A model was created to calculate the maximum content of material possible to graft over the microspheres, and good correlation to experimental data was found. The efficiency was low for all studied conditions, and suggestions on how to improve it were made. It was also possible to observe through SEM the differences between the interface of samples with different reaction yields, also observing the formation of an organic layer over such spheres, confirming the grafting of polypropylene.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)O uso de agentes compatibilizantes em compósitos contendo microesferas ocas de vidro é uma maneira conhecida de se melhorar suas propriedades mecânicas, que são prejudicadas devido à presença das partículas redondas, ocas e hidrofílicas. Neste trabalho foi estudada a reação de esterificação entre polipropileno graftizado com anidrido maleico e microesferas ocas de vidro, presentes em um compósito de polipropileno e microesferas ocas de vidro. A reação foi feita por extrusão reativa, e estudada em três diferentes temperaturas. O objetivo é quantificar a conversão e eficiência dessa reação, e a influência da temperatura nesses parâmetros. Os resultados mostram que conversão e eficiência são dependentes tanto da concentração inicial de PP-g-MAH na mistura quanto da temperatura, sendo que ambas cresceram com o aumento da concentração, porém decresceram com o aumento da temperatura, sendo que a menor temperatura estudada mostrou maior concentração de material graftizado. Um modelo teórico foi criado para a quantidade máxima de material que pode ser graftizado, tendo boa correlação com os dados experimentais. A eficiência da reação se mostrou pequena para todas as condições experimentais. Também foi possível observar por microscopia eletrônica de varredura diferenças estruturais na interface de amostras com diferentes níveis de compatibilizantes, também mostrando a formação de uma camada de PP-g-MAH sobre a superfície das microesferas, aferida por espectroscopia de energia dispersiva, confirmando a graftização do polipropileno sobre as microesferas.CAPES: Código de financiamento 00