\
3.2.1 Introdução
Estudos anteriores em nosso grupo de pesquisa mostraram que o novolak forma uma blenda miscível quando em presença de náilon 6 o grilamid TR55 (uma poliamida amorfa, cuja estrutura é mostrada no item 2.1). Por outro lado, a mistura de poliamida 6 com grilamid TR55 mostrou ser imiscível para todas as percentagens em peso dos componentes puros, isto é, os valores das temperaturas de transição vítrea de cada componente permaneceu inalterada, bem como a temperatura de fusão do componente semi-cristalino.
Blendas ternárias, destes componentes foram preparadas, mantendo-se a proporção de 1:1 de poliamida 6 e grilamid TR55, variando a composição de novolak, e analisando-se a densidade e o comportamento térmico das diferentes composições.
50
3.2.2 Medidas de Densidade
Na Tabela VIII são apresentados os valores da densidade, obtidos na coluna de gradiente de densidade, para as várias composições da blenda ternária. A Figura 20 mostra um gráfico da percentagem em peso da mistura poliamida 6/grilamid TR55/novolak versus o inverso da densidade. A linha cheia corresponde aos valores calculados pela aditividade da razão entre fração do componente pela densidade e são superiores aos valores obtidos experimentalmente para cada blenda. Este fato indica que para as diferentes composições da mistura, a densidade aumenta com a diminuição do volume devido a formação de ligações de hidrogênio entre as poliamidas e o novolak.
TABELA VIII: Valores de Densidade e Inverso da Densidade para a Blenda Ternária de Poliamida 6/grilamid/novolak, a temperatura de 20°C.
Poliamida 6/Grilamid/ novolak (% m/m) Densidade (g/mL) 1/Densidade (mL/g) 5 0 / 5 0 / 0 1,035 0,966 4 7 , 5 / 4 7 , 5 / 5 1,070 0,934 4 5 / 4 5 / 1 0 1,090 0,917 42, 5/ 42, 5/ 15 1,100 0,909 40 / 40 / 20 1,120 0,892 35 / 35 / 30 1,136 0,880 3 0 / 3 0 / 4 0 1,137 0,878 17,5/ 17, 5/ 65 1,116 0,862 0 0 / 0 0 / 1 0 0 1,240 0,806
51
% NOVOLAK (m/m)
Figura 20: Gráfico do inverso da densidade em função da percentagem em peso de novolak e proporções de 1:1 de grilamida TR55/poliamlda 6.
52
3.2.3 Análise por DSC
A Tabela IX mostra os valores das temperaturas de transição vítrea
(Tg) e temperatura de fusão (Tm) para os componentes puros e para as blendas a diferentes composições, determinados pelos termogramas de DSC. A temperatura de fusão corresponde ao polímero semi-cristalino (PA6) diminuiu de 12°C com o aumento da percentagem de novolak e mantendo-se a proporção de 1:1 de poliamida 6 e grilamid TR55 na mistura ternária. Este decréscimo, como era de se esperar, deve-se a presença de novolak, uma vez que a poliamida 6 e novolak formam uma mistura homogênea. A partir de 20% em peso de novolak não foi observado a temperatura de fusão da poliamida 6, pois a quantidade deste componente é inferior a 40% e a percentagem de cristalinidade é reduzida pela presença de componente amorfo.
Conforme discutido anteriormente a mistura miscível de dois componentes amorfos com valores de temperaturas de transição vítreas diferentes, deve apresentar um único valor dessa temperatura que seja intermediário ao valor dos componentes puros. No gráfico mostrado na Figura 21 pode ser observado os valores da Tg para o novolak puro e para os componentes poliamida 6 e grilamid T R 5 5 na mistura binária (blenda miscível) e para a mistura destes três componentes. Para percentagens de novolak inferior a 50% têm-se dois valores para a temperatura de transição vítrea, de uma mesma blenda. Este fato deve-se á miscibilidade do novolak com poliamida 6 e grilamid T R 5 5 independentemente, ou seja, o novolak forma mistura homogênea com poliamida 6 e grilamid TR 55, mas permanece como duas fases distintas. Para a concentração de novolak superior a 50% , este componente predomina sobre os outros componentes da mistura ternária e observa-se somente um valor da Tn.
53
TABELA IX; Valores de Tg e T^ obtidos a partir de termogramas de DSC para as diferentes composições da blenda poliamida 6/grilamidTR55/novolak.
Poliamida 6/glilamid TR55/novolak Tg Tg Tg
(%m/m) (°C) (°C) (°C) 50/50/0 49,7 163,5 223,2 47,5/47,5/5 57.1 158,2 222,6 45/45/10 75,9 152,0 218,5 42,5/42,5/15 77,1 149,0 214,9 40/40/20 77,6 147,7 211,0 35/35/30 70,3 140,5 - 30/30/40 76,6 126,2 - 17,5/17,5/65 87,6 - - 7,5/7,5/85 82,6 - - 0/0/100 74,8 - -
54 250
200
150 < a: LU 1 0 0 Û. LU I - 501 m m ■ 0 i j - i ,11 I I I I I I I I I I I I I I I I I I 0 20 40 60 80 % NOVOLAK (m/m)100
Figura 21: Gráfico da temperatura em função da percentagem em peso de novolak, para a blenda de poliamida 6/grilamidTR55/novolak.
55
DSC
Tem p[C ]
Figura 22: Sobreposição dos termogramas de DSC para blenda formada por novolak/grilamid TR 55/ poliamida 6. O número ao lado a cada termograma indica a percentagem em peso de cada componente.
56
4 - CONCLUSÀO
O estudo microscópico das blendas de polimída 12 (náilon 12) com novolak (resina fenólica) foi feito através de análise térmica, espectroscopia de infra-vermelho e medidas de densidade. Conforme discutido anteriormente, a mistura destes dois componentes se mostraram miscíveis em toda a faixa de concentração estudada.
A determinação do volume parcial específico do novolak e da poliamida 12, bem como a temperatura de fusão de equilíbrio do componente semi-cristalino na blenda permitiram calcular o parâmetro de Flory-Huggins. O valor obtido (-0,190) é da mesma ordem de grandeza para sitemas análogos, bem como o valor negativo indica uma forte interação entre os componentes que concordam com resultados experimentais discutidos neste trabalho.
O estudo das blendas temárias de poliamida 6/grilamid
TR55/novolak confomrie era de se esperar por resultados anteriores à concentrações maiores que 50% de novolak, resulta em uma mistura miscível.
Para concentrações inferiores de novolak com cada componente
independentemente, observa-se a existência de duas fases na mistura.
Trabalhos posteriores serão direcionados no sentido de avaliar a propriedades mecânicas destas blendas, tais como testes de ruptura e tração.
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5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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