Calorimetria exploratória diferencial (DSC)

PE-g-MA, a temperatura foi progressivamente diminuindo até uma redução de 19%

se comparado com o valor do composto sem compatibilização. Este resultado sugere que a adição de PE-g-MA na matriz polimérica de PA12 reduz a rigidez do composto, reduzindo por consequência a temperatura de deflexão térmica. Os resultados dos ensaios de tração e flexão que serão mostrados posteriormente corroborarão essa afirmação.

Utilizando resíduos de Surlyn® como agente compatibilizante, houve uma redução de aproximadamente 7% em relação ao composto sem compatibilizante.

Esse valor não sofreu alterações significativas com o aumento do teor do ionômero.

As afirmações anteriores são confirmadas pelas análises n° 3 e 4 da Tabela 12.

Com a utilização do Sentryglas® como agente compatibilizante, a redução encontrada foi maior em relação ao outro ionômero, cerca de 12% se comparado com a formulação sem compatibilizante. Também não houve alteração significativa com a variação da concentração deste ionômero. As afirmações anteriores são confirmadas pelas análises n° 5 e 6 da Tabela 12.

A redução na temperatura de deflexão térmica observada nas formulações que contém os ionômeros pode ser explicada pela maior flexibilidade destes em relação à PA12. Ressalta-se que o valor encontrado no ensaio de HDT para o Sentryglas® puro realizado por Oliveira (2018) é próximo a 36,4 °C, que deve ser semelhante ao do Surlyn®, isto é, menor do que o encontrado para a poliamida 12, polímero mais rígido.

4.3.2.1 Grau de cristalinidade

Os resultados obtidos para o grau de cristalinidade da poliamida 12 estão expostos na Tabela 13 e apresentados graficamente na Figura 28. As duas barras mostradas para cada formulação representam os resultados encontrados na primeira e segunda corrida, respectivamente.

Tabela 13 – Resultados de grau de cristalinidade para a PA12

Composição Grau de cristalinidade da PA12 (%) 1ª corrida 2ª corrida

1 PA12 23,7 28,2

2 PA12-EXT 27,5 31,1

3 PA12/PEgMA5 20,2 22,4

4 PA12/XLPE20 23,3 26,4

5 PEgMA2 18,4 22,0

6 PEgMA4 21,6 22,7

7 PEgMA8 20,3 22,5

8 SL2 20,9 23,0

9 SL4 20,1 21,8

10 SL8 20,4 22,3

11 SG2 23,6 24,2

12 SG4 22,5 24,3

13 SG8 24,2 25,3

Fonte: Autor

Pelos resultados obtidos, pode-se notar que houve um aumento de aproximadamente 10% no grau de cristalinidade da poliamida 12 extrudada (PA12-EXT) em comparação com a poliamida que não foi processada por extrusão (PA12).

O processo de extrusão deve ter causado cisão de cadeias na poliamida 12, diminuindo o tamanho médio das cadeias e facilitando a formação dos cristais poliméricos. Este fenômeno, descrito por Gilbert (2017), também foi observado por Teotônio (2020) no seu estudo da incorporação de nanocarbonato de cálcio em PA12.

Figura 28 – Representação gráfica dos resultados de grau de cristalinidade da PA12

Fonte: Autor

Como esperado, a adição de algum componente estranho, que não seja agente nucleante na poliamida 12, causa a redução do grau de cristalinidade desta.

Por exemplo, a adição de 20% de XLPE na poliamida 12 promoveu a redução do grau de cristalinidade em aproximadamente 15%. A adição dos agentes compatibilizantes também resultou em uma diminuição no grau de cristalinidade, com menor impacto nas composições que utilizam resíduos do ionômero Sentryglas® como compatibilizante. Aparentemente o aumento da concentração de compatibilizante não influi muito na alteração do grau de cristalinidade.

Para todas as composições, o grau de cristalinidade encontrado para a poliamida 12 na segunda corrida foi sutilmente maior do que o grau de cristalinidade encontrado na primeira corrida. O grau de cristalinidade encontrado na primeira corrida se refere ao grau de cristalinidade dos corpos de prova moldados por injeção, processo este que envolve taxas de resfriamento maiores do que a taxa de resfriamento utilizada nos ensaios de DSC antes da segunda corrida. Conforme descrito por Brydson (1999), a menor taxa de resfriamento facilita o movimento das cadeias poliméricas para que se formem maiores domínios cristalinos. Augusto e Bonse (2019) também notaram um aumento no grau de cristalinidade em corpos de prova de PA6 moldados por injeção quando se aumenta a temperatura de molde.

0 5 10 15 20 25 30 35

Grau de cristalinidade da PA12 (%)

Embora seja possível observar a presença de um pico menor referente à fusão do XLPE, o grau de cristalinidade deste XLPE não foi calculado. Para se obter um resultado confiável, seria necessário obter também o teor de gel do polietileno reticulado, uma vez que o pico referente à fusão do XLPE se refere à parcela que não possui ligações cruzadas, e isto deve ser levado em consideração nos cálculos. Assim sendo, optou-se por não tratar deste resultado no presente trabalho.

4.3.2.2 Temperatura de Fusão (Tm)

As temperaturas de fusão (Tm) encontradas para a poliamida 12 e para o XLPE estão expostas na Tabela 14 e apresentadas graficamente na Figura 29. As barras preenchidas com cores sólidas se referem às temperaturas de fusão da poliamida 12, enquanto as barras com linhas brancas diagonais se referem às temperaturas de fusão da porção não reticulada do polietileno.

As temperaturas de fusão cristalina para a poliamida 12 estão na faixa de 175 a 177 °C, número muito próximo do encontrado na literatura para a PA12, como por exemplo por Canevarolo (2010), e dentro do especificado pelo fornecedor, isto é, de 175 a 181 °C. Os resultados obtidos também estão muito próximos dos resultados encontrados por Teotonio (2020) para a mesma matriz polimérica.

Aparentemente a adição do XLPE e agentes compatibilizantes não alterou de forma significativa a temperatura de fusão da PA12. A adição de XLPE e PE-g-MA também não provocaram alterações significativas na temperatura de fusão da PA6, conforme relatado por Soares (2019).

Tabela 14 – Resultados de temperatura de fusão da PA12 e do XLPE

Composição Tm (°C)

PA12 XLPE

1 PA12 178 -

2 PA12-EXT 176 -

3 PA12/PEgMA5 175 -

4 PA12/XLPE20 175 120

5 PEgMA2 177 121

6 PEgMA4 175 120

7 PEgMA8 175 120

8 SL2 175 120

9 SL4 175 120

10 SL8 175 121

11 SG2 176 121

12 SG4 176 121

13 SG8 176 121

Fonte: Autor

Figura 29 - Representação gráfica dos resultados de temperatura de fusão da PA12 e do XLPE

Fonte: Autor

É possível observar também, nos termogramas de DSC obtidos para as composições 4 a 13, um pico endotérmico próximo a 120 °C. Este pico se refere à fusão cristalina da porção não reticulada do polietileno adicionado à matriz polimérica

80 100 120 140 160 180

T_mda PA12 e do XLPE (ºC)

de PA12. Foram encontradas temperaturas de fusão para o XLPE semelhantes no trabalho de Soares (2019).

Aparentemente, a adição dos agentes compatibilizantes não alterou de forma significativa a temperatura de fusão do XLPE. Soares (2019) também não encontrou alterações significativas na temperatura de fusão do XLPE ao se adicionar o PE-g-MA como agente compatibilizante em composto polimérico de PA6 com XLPE.

4.3.2.3 Temperatura de Cristalização (Tc)

Os valores de temperatura de cristalização obtidos no ensaio de DSC são apresentados na Tabela 15 e expostos graficamente na Figura 30. As barras preenchidas com cores sólidas se referem às temperaturas de cristalização da poliamida 12, enquanto as barras com linhas diagonais brancas se referem às temperaturas de cristalização da fração não reticulada do polietileno.

Tabela 15 – Resultados de temperatura de cristalização da PA12 e do XLPE

Composição Tc (°C)

PA12 XLPE

1 PA12 153 -

2 PA12-EXT 150 -

3 PA12/PEgMA5 153 -

4 PA12/XLPE20 151 104

5 PEgMA2 150 102

6 PEgMA4 153 104

7 PEgMA8 151 103

8 SL2 150 103

9 SL4 151 104

10 SL8 149 103

11 SG2 151 103

12 SG4 149 102

13 SG8 150 103

Fonte: Autor

Figura 30 - Representação gráfica dos resultados de temperatura de cristalização da poliamida 12

Fonte: Autor

Os resultados obtidos para as diversas formulações mostram que a temperatura de cristalização da matriz polimérica está entre 149 e 153 °C. Essa faixa de temperatura está próxima da temperatura de cristalização encontrada para poliamida 12 por Teotonio (2020). Essa variação pequena sugere que a adição do XLPE e dos agentes compatibilizantes não influiu significativamente na temperatura de cristalização, assim como observado para a temperatura de fusão.

Assim como observado os picos endotérmicos nas formulações 4 a 13, também é possível observar os picos exotérmicos entre 102 e 104 °C, caracterizando a formação de cristais poliméricos nas cadeias não reticuladas de polietileno adicionado ao composto. Da mesma forma que o observado na poliamida 12, a adição dos agentes compatibilizantes aparentemente não alterou de forma significativa a temperatura de cristalização do polietileno.