Effect of quaternary ammonium salts on the organophilization of a national bentonite clay for the development of high density polyethylene nanocomposites (HDPE).

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-04-08T16:43:19Z No. of bitstreams: 1 RENATA BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2005..pdf: 14232983 bytes, checksum: 176a84dcc9ee6f136be3b00595b3eea8 (MD5)Made available in DSpace on 2019-04-08T16:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RENATA BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2005..pdf: 14232983 bytes, checksum: 176a84dcc9ee6f136be3b00595b3eea8 (MD5) Previous issue date: 2005-11Nanocompósitos de polietileno de alta densidade (PEAD)/argila bentonita foram preparados por meio do processo de intercalação por fusão. Para a modificação da argila foram utilizados quatro tipos diferentes de sais quaternários de amónio visando sintetizar argilas organofilicas. As argilas foram caracterizadas por análise química, fluorescência de raios-X (FRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A argila não modificada e modificada com os quatro sais foi incorporada em teores variados a uma matriz de polietileno de alta densidade. A estabilidade térmica e a inflamabilidade dos sistemas foram determinadas por termogravimetria e segundo a norma UL-94 HB, respectivamente. A avaliação da dispersão e da distância entre planos (dooi) das partículas de argila foi realizada por difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). As propriedades mecânicas de tração e impacto também foram avaliadas. Os resultados de FTTR e DRX mostraram que os sais foram incorporados à estrutura da argila confirmando assim a organofilização. A presença da argila organofilica na matriz polimérica aumentou a temperatura de degradação dos sistemas em relação ao polímero puro. Em geral, as propriedades mecânicas dos sistemas apresentaram valores superiores em relação à matriz e o tipo de argila modificada afeta as propriedades. Os sistemas apresentaram atraso da velocidade de queima, indicando uma melhoria no comportamento de inflamabilidade dos nanocompósitos. Para fins de comparação dois tipos de retardantes de chama comerciais foram utilizados para a avaliação da inflamabilidade, e mostraram que o sistema PEAD/argila organofilica é mais eficiente.High density polyethylene (HDPE)/Bentonite clay nanocomposites were prepared by the melt intercalation technique. The clay was organically modified with different quaternary salts of ammonium to obtain the organoclay. Chemical analysis, X-ray fluorescence (XRF), infrared spectroscopy by Fourier Transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the clays. The unmodified and modified clays with the quaternary salts of ammonium were introduced in several quantities in a HDPE matrix using a twin screw extruder. The thermal stability and the flammability of the systems were investigated by thermogravimetry and UL-94HB standard, respectively. The dispersion analysis and the interlayer distance (dooi) of the clay particles were obtained by XRD and transmission electron microscopy (TEM). Mechanical properties of tensile and impact of the nanocomposites were studied too. The results showed that the salts were incorporated in the clay structure, confirming the organophilization. The organoclay presence in the polymer matrix increased the systems degradation temperature in relation to the pure polymer. In general, the mechanical properties of the systems presented superior values compared to the matrix and the modified clay type affected the properties. The systems showed a reduction on the burning rate, indicating that the flammability resistance of nanocomposites was improved. For comparison, two types of commercial flame retardants were used in HDPE to evaluate the flammability and they showed that the HDPE/organoclay system was more efficient