Potencial de uso da perlita como carga e/ou aditivo no poliestireno em aplicação nos setores de embalagens termoformadas e construção civil

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ferreira, Amanda Gerhardt de Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Perlite; Polystyrene; Composite; Thermal properties; Tensile properties; Poliestireno; Compósitos; Perlita; Propriedades térmicas; Propriedades de tração; Comportamento reológico; Rheology behavior; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18948

Compósitos à base de poliestireno e perlita expandida (PS/Perlita) foram preparados com o objetivo de avaliar o efeito dos parâmetros de processamento e do teor de carga mineral sobre as propriedades físicas, mecânicas, térmicas, morfológicas e reológicas dos compósitos finais. As variáveis de resposta do planejamento de experimentos aplicado à ETAPA INICIAL do estudo indicaram um aumento da densidade dos compósitos após extrusão e injeção, indicativo de uma provável quebra das partículas de perlita inicialmente porosas e com ar represado em seu interior. Apesar da boa interação entre a perlita e a matriz de PS, a morfologia também confirmou a quebra das esferas da carga. A análise estatística do planejamento de experimentos sinalizou que os fatores de processo - velocidade e elementos de condução, não exerceram efeito significativo sobre as variáveis de resposta – Índice de Fluidez, resistência ao Impacto e Módulo de Young. Uma ETAPA COMPLEMENTAR foi realizada para substituição da etapa de injeção (supostamente responsável pela quebra das partículas) por uma etapa de formação de fita para obtenção de novos corpos de prova após extrusão. No entanto, as variáveis de resposta mais uma vez indicaram a quebra da perlita por meio do aumento da densidade e da morfologia dos compósitos. A análise estatística do planejamento de experimentos confirmou este evento ao sinalizar o efeito significativo dos elementos de condução e do teor de perlita sobre o aumento da densidade dos compósitos nas condições de processamento utilizadas. O estudo reológico mostrou uma tendência a um comportamento elástico mais pronunciado para composições processadas em condições menos cisalhantes (2 elementos de condução). Além disso, o comportamento de fluxo da composição com maior teor de perlita de menor tamanho de partícula (perlita 50BC 20%) apresentou estabilidade dimensional adequada para termoformação, mesmo com as perlitas fraturadas e ainda identificou a não existência de aglomerados nos compósitos PS/Perlita, fatos confirmados pelas análises de SEM e TGA. O aumento da condutividade térmica (K) e a diminuição da capacidade calorífica (Cp), comportamento oposto ao que era esperado, reforçaram a conclusão de que a quebra da perlita inviabilizou o uso do material como isolante térmico. Entretanto, os resultados apontaram para a obtenção de um material adequado para a termoformação, já que o aumento da condutividade térmica seria adequado para a fase de resfriamento do molde, acelerando a produção da peça.