Properties of polyester / jute composites. Influence of the addition of nanoparticulate mineral filler and flame retardant system.

Submitted by Ruth Quaresma de Freitas (ruth_quaresma@hotmail.com) on 2019-09-09T17:49:46Z No. of bitstreams: 1 EDILÂNE LARANJEIRA - TESE PPGEP 2004.pdf: 33587438 bytes, checksum: 18d1f1779dd9e06d733d6e3e4cd913f8 (MD5)Made available in DSpace on 2019-09-09T17:49:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDILÂNE LARANJEIRA - TESE PPGEP 2004.pdf: 33587438 bytes, checksum: 18d1f1779dd9e06d733d6e3e4cd913f8 (MD5) Previous issue date: 2004-09-030 presente trabalho trata das propriedades dos compósitos poliéster/juta, dos sistemas poliéster/bentonita e dos híbridos poliéster/juta/bentonita. A performance mecânica (propriedades tênseis e de impacto) desses compósitos foram investigadas em função do teor e orientação da fibra; teor e modificação química da argila e composição do sistema. Também foi avaliada a influência da adição de um sistema retardante de chama nas propriedades mecânicas e de inflamabilidade de compósitos selecionados. As propriedades de sorção de água de alguns desses sistemas, também foram determinadas. A argila foi tratada com ácido clorídrico (0,3 N) e com dois sais quaternários de amônio (Dodigen e Cetremide). As argilas natural e modificada foram caracterizadas por análise química, espectroscopia de infravermelho, difração de raios X e termogravimetria indicando que ativação acida provocou esfoliação, enquanto as modificações com os sais quaternários de amônio promoveram organofilização. Os resultados mostraram que as propriedades dos compósitos são fortemente dependentes da orientação da fibra, sendo as maiores propriedades para os compósitos testados na direção do eixo das fibras. Propriedades mecânicas superiores as da matriz foram obtidas mesmo a baixo teores (10% em peso) de fibra. A modificação da argila afetou as propriedades dos compósitos, especialmente o alongamento na ruptura e a resistência ao impacto. Os maiores valores de tenacidade foram apresentados pelos sistemas poliéster/bentonita e poliéster/juta/bentonita contendo a argila tratada com HCI e com Dodigen no teor de 2% em peso. Dados de difração de raios X mostraram que, a incorporação da bentonita tratada com Cetremide ao poliéster favoreceu a formação de um nanocompósito o que resultou no aumento da retardância de chama do sistema. Apenas a matriz e o compósito poliéster/5%bentonita tratada com Cetremide, contendo 5, 6, 7,5% e 5% em peso de bromo no sistema retardante de chama, respectivamente, conseguiram classificação V-0 no ensaio de inflamabilidade UL 94-V. 0 sistema poliéster/5%bentonita natural com 5% em peso de bromo no sistema retardante de chama foi classificado como V-1. Os demais sistemas não apresentaram classificação. A sorção de água aumentou com adição da fibra de juta e da argila na matriz.The present work deals with the properties of polyester/jute composites; of the systems polyester/bentonite and polyester/jute/bentonite. The mechanical performance (tensile and impact properties) of these composites was investigated as a function of fiber content and orientation; clay content and chemical modification and system composition. The influence of a flame retarding system addition on the mechanical, thermal and burning characteristics of selected composites was also analyzed. The water sorption characteristics of some of these systems were determined. The clay was modifiied with hydrochloric acid (0.3N) and with two different quaternary ammonium salts (Dodigen and Cetremide). Both natural and modified clays were characterized by chemical analysis, FTIR spectroscopy, X ray diffraction and thermogravimetry which indicated that acid activation promoted exfoliation while quaternary ammonium salt modifications promoted organophilization. The results show composite properties to be strongly dependent on fiber orientation, being much higher in composites tested along the jute fiber axis direction. Mechanical properties higher than those of the matrix were achieved at fiber contents as low as 10% in weight. It was shown that composite properties, mainly those of elongation at break and impact strength, were dependent on clay modification. Better toughness was displayed by polyester/bentonite and polyester/jute/bentonite systems with HCI and Dodigen modified clays at 2% w/w clay contents. X ray diffraction data showed that a polyester/bentonite nanocomposite was obtained with the cetremide modified clay incorporation which led to an increase in flame resistance of the system. Only the matrix and the composite Polyester/bentonite 5% w/w with the Cetremide modified clay having 5, 6, 7,5% and 5% w/w bromine in the flame retardant system, respectively, achieved V-0 classification on the UI-94V test. The system polyester/5%bentonite natural and 5% w/w bromine in the flame retardant system achieved V-1 classification. The remainder did not achieve classification. Water sorption increased with jute fiber and with clay addition in the matrix