Obtenção de partículas core-shell visando absorção de impacto e seu comportamento anti-chamas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaMateriais poliméricos podem ter a sua resistência ao impacto modificada pela adição de partículas poliméricas com estrutura casca-núcleo, onde o núcleo é composto por uma fase elastomérica e a casca por uma fase vítrea. Para que isto ocorra, é necessário que a casca da partícula com núcleo elastomérico tenha compatibilidade pela matriz em que será adicionada. Neste trabalho, foi investigada a obtenção de partículas casca-núcleo (fase rica em poliestireno/ fase rica em polibutadieno) através da técnica de polimerização em emulsão visando à sua utilização como modificadores de impacto em poliestireno, PS. Esta reação foi acompanhada por análises de gravimetria e espalhamento dinâmico de luz e a morfologia das partículas foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão, que comprovou a formação do casca-núcleo. Este látex, seco, foi incorporado a matriz de PS cristal em uma extrusora mono-rosca. Foram avaliadas as propriedades de resistência ao impacto em função da adição do látex seco e do número de passagens pela extrusora. Posteriormente, foi incorporado um composto retardante de chamas não-halogenado, Charmax NH2000®. Esses agentes retardantes de chamas podem ser incorporados em matriz polimérica através de várias técnicas de incorporação. No presente estudo, foram desenvolvidos compósitos e nanocompósitos através da técnica de incorporação no estado fundido (extrusão) com a incorporação de argila Na+ e o agente retardante de chama. Foram analisadas propriedades de flamabilidade, propriedades de resistência ao impacto e a morfologia. A investigação através do ensaio de flamabilidade permitiu obter resultados dos compósitos e nanocompósitos onde, apresentaram resultados satisfatórios de flamabilidade. No entanto verificou-se que apesar das boas propriedades de flamabilidade, o aumento da quantidade de retardante de chama e a adição de argila tornam os materiais menos resistentes ao impacto em comparação ao polímero virgem.The resistance to impact of Polymeric materials can be modified by the addition of polymer particles with core shell structure, in which the core consists of a rubber phase and the Shell a glassy phase. To obtain this material, the Shell of the rubbery core-shell particle needs to be compatible with the matrix in which it will be added. In this work, the obtention\production of core-shell particles (phase rich in polystyrene / polybutadiene-rich phase) by emulsion polymerization and their use as impact modifiers in polystyrene was investigated. The reactions were followed by gravimetric and dynamic light scattering analysis. The particle morphology was analyzed by transmission electron microscopy and the observed results proved the formation of core-shell. This latex, after dried, was incorporated into the PS crystal matrix in a single screw extruder. the properties of impact resistance were evaluated as a function of addition of the dried latex and the number of passages through the extruder. After this step, a non-halogenated flame retardant compound (Charmax NH2000). The flame retardants may be incorporated by various tech-niques for incorporation into a polymeric matrix. In this work, have been developed composites, and nanocomposites through the technique of embedding in the molten state (extrusion) with the incorporation of clay Na+ and flame retardant. The flammability, impact resistance properties and morphology were analyzed. The investigation by the flamability testing of vertical UL-94 the re-sults allowed to obtain results of the composites and nanocomposites where showed satisfactory results for flammabil-ity. However it was found that despite the good properties of flammability, the increased amount of flame retardant and the addition of clay materials become less resistant to impact against the virgin polymer