Estudo da compatibilização de sistemas poliméricos constituídos de PP/SAI.

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAIBA

Centro de Ciencia e Tecnologia - Campus II

Coordenacao de Pos Graduacao em Engenharia Quimica

ESTUDO DA COMPATIBILIZAQAO DE SISTEMAS

POLIMERICOS CONSTITUIDOS DE PP/PSAI

PAULO ROBERTO LUCENA DE MORAIS

CAMPINA GRANDE - PB

Dezembro de 1997

PAULO ROBERTO LUCENA DE MORAIS*

ESTUDO DA COMPATIBILIZAQAO DE SISTEMAS POLIMERICOS CONSTITUIDOS DE PP/PSAI

Dissertacao apresenlada ao Curso de Mestrado em

Engenharia Quimica do Centro de Ciencias e Tecnologia

da Universidade Federal da Paraiba como exigencia

parcial para a obtencao do Grau de Mestre em

Engenharia Quimica, sob a orientaqao da Professora

Doutora Laura Hecker de Carvalho.

Area de concentragao : T E C N O L O G I A D E M A T E R I A I S N A O M E T A L I C O S

Orientadora : Dra. L A U R A H E C K E R D E C A R V A L H O - U F P B / C C T / D E M A C o - O r i e n t a d o r : Dr. E R N E S T S P I E T H - P O L I B R A S I L IND. & C O M . S . A .

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAIBA

Campina Grande - 1997

E S T U D O DA COMPATIBILIZAQAO DE SISTEMAS POLIMERICOS

CONSTITUlDOS DE PP/PSAI

Dissertacao defendida e a p r o v a d a e m

17 de dezembro de 1997

pela b a n c a examinadora constituida pelos seguintes c o m p o n e n t e s :

D ra Laura Hecker de C a r v a l h o - Orientador

Dr. M a r c e l o Silveira R a b e l o - E x a m i n a d o r

Dr. Jose Roberto Morais d ' A l m e i d a - E x a m i n a d o r

DEDICATORIA

A minha pessoa.

A minha mae, irmaos e esposa. Ao meu pai e ao meu avo Chico Zuza (in memorian).

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer a todos que me auxiliaram na elaboragao deste trabalho, especialmente a minha orientadora, Doutora Laura Hecker de Carvalho, pela ajuda, orientagoes e dedicagao dispensadas;

Ao co-orientador, Doutor Ernest Spieth, pela oportunidade oferecida, pelas sugestoes e orientagao na parte pratica;

A Polibrasil S.A pelo fornecimento de insumos, composigao, moldagem e ensaios das amostras;

Ao Dr. Jose Roberto Morais d'Almeida, pelos ensaios de microscopia eletronica de varredura;

A Shell Quimica S.A, pelo fornecimento de insumos;

Ao Engenheiro Francisco Raimundo do Nascimento, pela amizade e estada em Salvador;

Ao Dr. Kepler Borges Franga, Coordenador de Pos-Graduagao em Engenharia Quimica, pelo apoio e as funcionarias Maria Jose Bezerra Cavalcante e Marice Pereira da Silva, pela colaboragao;

A CAPES, pelo auxilio financeiro.

Gostaria tambem de manifestar meu reconhecimento aos colaboradores da Gerencia de

SUMARIO I N D I C E D E F I G U R A S 8 L I S T A D E A B R E V I A T U R A S , S I G L A S E S I M B O L O S 11 R E S U M O 12 A B S T R A C T 13 1. I N T R O D U C A O 14 2. J U S T I F I C A T I V A 17 3. R E V I S A O B I B L I O G R A F I C A G E R A L 18 3.1. B L E N D A S POLIMERICA 18 3.2. SLSTEMAS POLIMERICOS MISCIVEIS 23

3.3. T E C N I C A S QUALITATIVAS UTILIZADAS PARA DETECTAR MISCIBILIDADE E

COMPATIBILIDADE 2 9 4. R E V I S A O B I B L I O G R A F I C A E S P E C I F I C A 3 2 4.1. POLIPROPILENO 3 2 4.1.1. Relato historico 32 4.1.2. Aspecto tecnologico 33 4.2. POLIESTIRENO 37 4.3. COPOLIMERO D E E S T I R E N O - E T E N O - P R O P E N O 38 4.4. MECANISMOS DETENACIFICAGAO 39

5. M A T E R I A I S E M E T O D O S 54

5.1. MATERIAIS 5 4 5.2. M E T O D O 55

5.2.1. Formulaqao e Composicao das Amostras 55

5.3. C A R A C T E R I Z A C A O DAS AMOSTRAS 5 7 5.3.1. Caracterizacao Termica 57 5.3.2. Caracterizacao Mecdnica 57 5.3.3. Caracterizacao Termo-mecdnica 59 5.3.4. Caracterizacao Morfoldgica 59 6. R E S U L T A D O S E A N A L I S E D O S R E S U L T A D O S 60 6.1. INTRODUCAO 6 0 6.2. ENSAIOS M E C A N I C O S 61 6.2.1. Propriedades tense is 62 6.2.2. Resistencia ao impacto 70 6.2.3. Modulo de Flexao 76 6.2.4. Dureza 78 6.3. ENSAIOS TERMO-MECANICOS 80

6.3.1. Temperatura de Distorqao Termica a 1,81 MP a 80

6.3.2. Indice de Fluidez 82

6.4. A N A L I S E T E R M I C A 85

6.4.1. Calorimetria Exploratdria Diferencial (DSC) 85

7. C O N C L U S A O 93

8. S U G E S T O E S P A R A T R A B A L H O S F U T U R O S 94

INDICE DE FIGURAS

FIGURA 3.1 - Diagrama de fase liquido-liquido de misturas polimericas binarias 20

(Paul, 1978) 20 FIGURA 3.2 - Principal's tipos de blendas polimericas de interesse comercial (Lemstra et al., 1991)

22 FIGURA 3.3 - Performances das blendas polimericas com relacao as propriedades mecanicas (adeje,

1983) 23 FIGURA 3.4 - Diagrama das possiveis variacoes da energia livre de misturas binarias

(Mangarajav, 1986) 25 FIGURA 3.5- Ilustracao comparativa entre misturas de alto e baixo peso molecular: (A)

solvente-solvente, (B) solvente-polimero, (C) polimero-polimero (Olabisi, 1979) 26 FIGURA 4.1 - Mecanismo de polimerizacao por adicao e estrutura quimica do polipropileno 33

FIGURA 4.2 - Configuracao isotatica 34 FIGURA 4.3 - Configuracao sindiotatica 34 FIGURA 4.4 - Configuracao atatica 35 QUADRO 5.1 - Composicao das Amostras 55 QUADRO 6.1 - Resultado dos ensaios de caracterizacao das amostras 61

FIGURA 6.1 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 na resistencia a tracao no escoamento

das blendas de PP/PSAI 63 FIGURA 6.2 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 na resistencia a tracao no escoamento das

blendas de PP/PSAI 64 FIGURA 6.3 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 na resistencia a tracao no escoamento das

blendas de PP/PSAI 64 FIGURA 6.4- Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 na resistencia a tracao na ruptura das

blendas de PP/PSAI 65 FIGURA 6.5 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 na resistencia a tracao na ruptura das blendas de

FIGURA 6.6 — Efeito da adicao do Kraton G-1702 na resistencia a tracao na ruptura das blendas de

PP/PSAI 66 FIGURA 6.7 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 na deformacao na ruptura das blendas

de PP/PSAI 67 FIGURA 6.8 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 na deformacao na ruptura das blendas de

PP/PSAI 68 FIGURA 6.9 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 na deformacao na ruptura das blendas de

PP/PSAI 69 FIGURA 6 . 1 0 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 na resistencia ao impacto a 23°C das

blendas de PP/PSAI 71 FIGURA 6.11 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 na resistencia ao impacto a 23°C das blendas de

PP/PSAI 72 FIGURA 6.12 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 na resistencia ao impacto a 23°C das blendas de

PP/PSAI 73 FIGURA 6.13 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 na resistencia ao impacto a -20°C

das blendas de PP/PSAI 74 FIGURA 6.14 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 na resistencia ao impacto a -20°C das blendas de

P/PSAI 75 FIGURA 6 . 1 5 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 na resistencia ao impacto a -20°C das blendas

de PP/PSAI 75 FIGURA 6 . 1 6 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 no modulo de flexao das blendas de

PP/PSAI 76 FIGURA 6.17 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 no modulo de flexao das blendas de PP/PSAI 77

FIGURA 6 . 1 8 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 no modulo de flexao das blendas de PP/PSAI77 FIGURA 6 . 1 9 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 na dureza das blendas de PP/PSAI. 78

FIGURA 6.20 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 na dureza das blendas de PP/PSAI 79 FIGURA 6.21 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 na dureza das blendas de PP/PSAI 79 FIGURA 6.22 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 na temperatura de distorcao termica a

1,81 MPa das blendas de PP/PSAI 80 FIGURA 6.23 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 na temperatura de distorcao termica a 1,81 MPa

das blendas de PP/PSAI 81 FIGURA 6.24 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 na temperatura de distorcao termica a 1,81 MPa

das blendas de PP/PSAI 82 FIGURA 6.25 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 e G-1702 no indice de fluidez das blendas de

PP/PSAI 82 FIGURA 6.26 - Efeito da adicao do Kraton G-1701 no indice de fluidez das blendas de PP/PSAI. 84

FIGURA 6.27 - Efeito da adicao do Kraton G-1702 no indice de fluidez das blendas de

PP/PSAI 84 FIGURA 6.28 - Calorimetria Exploratoria Diferencial da amostra 1 (PROLEN HY-6100) 85

FIGURA 6.29 . - Calorimetria Exploratoria Diferencial da amostra 17 (PP/PEX) 86 FIGURA 6.30 - Calorimetria Exploratoria Diferencial da amostra 22

(PP/PSAI/PEX/KratonG-1702 a 10%) 87 FIGURA 6.31 - Calorimetria Exploratoria Diferencial da amostra 4

(PP/Kraton G-1701 a :2,50%) 87 FIGURA 6.32 - Aspecto geral da microscopia da regiao de fratura da mistura de PP/Kraton

G-1701 a 2,5% (A) e a 10% (B) 89 FIGURA 6.33 - Aspecto geral da microscopia da regiao de fratura da mistura de PP/Kraton

G-1702 a 2,5% (A) e a 10% (B) 89 FIGURA 6.34 - Aspecto geral da microscopia da regiao de fratura da mistura de PP/PSAI a 15 %90

FIGURA 6.35 - Aspecto geral da microscopia da regiao de fratura da mistura de PP/PSAI/Kraton

G-1701 a 2,5% (A) e a 10% (B) 91 FIGURA 6.36 - Aspecto geral da microscopia da regiao de fratura da mistura de PP/PSAI/Kraton

G-1702 a 2,5% (A) e a 5% (B) 91 FIGURA 6.37 - Aspecto geral da microscopia da regiao de fratura da mistura de PP/PSAI/PEX...92

LISTA DE ABREVIATURAS, S I G L A S E SJMBOLOS

A B S - T e r p o l i m e r o de acrilonitrila-butadieno-estireno

D S C - Calorimetria exploratoria diferencial

E P D M - Elastomero de dieno-propileno-etileno

EPR - Elastomero de etileno-propileno

H D T - T e m p e r a t u r a de distorcao termica

M E V - Microscopia eletronica de varredura

MFI - Indice de fluidez (g/10 min.)

PEX - Polipropileno P E X - 2 8 0 0 7 copolimerizado c o m e t e n o (92:8)

PM - Peso molecular

PP - Polipropileno

P P g P S - C o p o l i m e r o graftizado de polipropileno e poliestireno

PS - Poliestireno

PSAI - Poliestireno de alto impacto E D N - 4 7 7

R.T - Resistencia a tracao

R.I - Resistencia ao impacto

S B C - C o p o l i m e r o e m bloco de estireno

S E B S - C o p o l i m e r o e m bloco estireno-etileno/butadieno-estireno

Tg - T e m p e r a t u r a de transicao vitrea

RESUMO

Blendas incompativeis a exemplo de p o l i p r o p i l e n o / p o l i e s t i r e n o de alto impacto a p r e s e n t a m p r o p r i e d a d e s mecanicas pobres. Nestes c a s o s , a a d i c a o de a g e n t e s compatibilizantes pode ser utilizada para m e l h o r a r as m e c a n i c a s d e s s e s sistemas.

Neste trabalho, investigou-se o efeito compatibilizante de dois tipos de c o p o l i m e r o s e m bloco de estireno-etileno/propileno (Kraton G - 1 7 0 1 e G-1702) sobre os sistemas constituidos pela blenda binaria de polipropileno/poliestireno de alto impacto (85:15) e pela blenda ternaria de p o l i p r o p i l e n o / c o p o l i m e r o de p r o p e n o - e t e n o / p o l i e s t i r e n o de alto impacto [ ( 9 0 : 1 0 ) : 1 5 ] .

A s p r o p r i e d a d e s m e c a n i c a s , fisicas, termicas e termo m e c a n i c a s d e s s e s sistemas f o r a m d e t e r m i n a d a s e m f u n c a o do tipo e teor de c o m p a t i b i l i z a n t e e m p r e g a d o . Uma analise microscopica ( M E V ) das s u p e r f i c i e s de fratura das amostras t a m b e m foi realizada.

O s resultados indicam que a m b o s os tipos de kraton p r o m o v e r a m um signiflcante incremento na resistencia ao impacto d e s t a s b l e n d a s s e m q u e , no entanto, h o u v e s s e g r a n d e c o m p r o m e t i m e n t o no m o d u l o de flexao e resistencia a tracao d e s s e s s i s t e m a s . N e s s e s c a s o s , o K r a t o n G - 1 7 0 2 d e m o n s t r o u ser um a g e n t e compatibilizante mais efetivo na m e l h o r a d a resistencia ao impacto das blendas investigadas.

A B S T R A C T

Incompatible blends such as p o l y p r o p y l e n e / h i g h impact p o l y s t y r e n e have poor properties a n d , in t h e s e situations, compatibilizers are a d d e d in order to improve the blend's properties.

In this work, the compatibilizing effect of two different s t y r e n e -e t h y l -e n -e / p r o p y l -e n -e diblock c o p o l y m -e r s (Kraton G-1701 and G-1702), w a s investigated in a PP/HIPS (85:15) blend as well as an ternary P P / P E X / P S A I [ ( 9 0 : 1 0 ) : 1 5 ] .

T h e m e c h a n i c a l , physical, thermal and t h e r m o m e c h a n i c a l properties of these systems w e r e d e t e r m i n e d as a function of compatibilizer c o n t e n t e m p l o y e d . S E M analysis of the s a m p l e s w a s also u n d e r t a k e n .

Both Kraton promoted a significant increase in the blend's impact strength w i t h o u t much loss in tensile strength and modulus of these s y s t e m s . T h e Kraton G - 1 7 0 2 w a s more effective in improving the blend's impact properties.

1. INTRODU?AO

A importancJa d o s materials para a s o c i e d a d e e enfatizada pelo fato de q u e varias e p o c a s da historia sao d e n o m i n a d a s s e g u n d o os materials utilizados nestes p e r i o d o s : Idade d a P e d r a , Idade do Bronze, Idade do Ferro ( R o d o l p h , 1988). Esta importancia se d a e m virtude de q u e a p e s q u i s a e o d e s e n v o l v i m e n t o de novos materials e de materials tradicionais viabilizam o d e s e n v o l v i m e n t o de a t i v i d a d e s t e c n o l o g i c a s mais c o m p l e x a s .

E m termos cronologicos temos que "o primeiro material de e n g e n h a r i a utilizado pelo h o m e m foi a p e d r a , d e p o i s os metais, a c e r a m i c a , o vidro e, f i n a l m e n t e , os polimeros" (Mano, 1991). P o l i m e r o s p a s s a r a m a ser d i s p o n i v e i s industrialmente na d e c a d a de trinta e, s o b r e t u d o , a partir da S e g u n d a G u e r r a M u n d i a l q u a n d o houve um g r a n d e i n c r e m e n t o na d e m a n d a e c o m e r c i a l i z a c a o d e s s e s materials.

N a q u e l a e p o c a a v a r i e d a d e de m o n o m e r o s para a p r o d u c a o de n o v o s tipos de plasticos parecia interminavel. A l g u m t e m p o d e p o i s , " c o n c o m i t a n t e m e n t e a e v o l u c a o de novos p o l i m e r o s , d e s c o b r i u - s e q u e t a m b e m seria vantajoso o d e s e n v o l v i m e n t o de t e c n i c a s para modificar a l g u n s p o l i m e r o s ja existentes" (Adeje, 1993). N e s t e s e n t i d o , d e s e n v o l v e u -se f o r m u l a g o e s d e s t e s materials c o m aditivos tais c o m o plastificantes, lubrificantes, reforgos, etc. c a p a z e s de modificar s u a s caracteristicas. A p o s e s t a fase, f o r a m d e s e n v o l v i d o s os c o p o l i m e r o s , nos proprios reatores de

o b t e n c a o de h o m o p o l i m e r o s . C o m isso, a m p l i o u - s e a faixa de a p l i c a c a o dos plasticos ( C l a u d i o , 1986a).

A p e s a r d a tecnica de c o p o l i m e r i z a c a o apresentar u m maior custo e m relacao aos h o m o p o l i m e r o s , seu d e s e n v o l v i m e n t o era c o m p e n s a d o pelas aplicagoes mais nobres a q u e se d e s t i n a v a m estes p r o d u t o s . Posteriormente, atraves da utilizacao de misturas de p o l i m e r o s d e s c o b r i u - s e q u e e m b o r a nao tao nobres q u a n t o a c o p o l i m e r i z a c a o , essa tecnica se justificava e m virtude dos custos de p r o d u c a o .

A t u a l m e n t e , quer por razoes t e c n i c a s ou e c o n o m i c a s , a s i n t e s e de novos p o l i m e r o s parece ser cada vez mais dificil. A s s i m , a t e c n o l o g i a de m o d i f i c a c a o atraves de blendas polimericas, m e s m o a p r e s e n t a n d o p r o b l e m a s a s s o c i a d o s a incompatibilidade entre os s e u s c o m p o n e n t e s - o q u e leva a produtos h e t e r o g e n e o s c o m p r o p r i e d a d e s inferiores as previstas - d e s p o n t a c o m o a solugao mais viavel no sentido de dar s u p o r t e ao a v a n c o t e c n o l o g i c o .

Uma das m a n e i r a s mais aceitas e e s t u d a d a s para se p r o m o v e r a c o m p a t i b i l i z a c a o entre as fases polimericas destas misturas e, por c o n s e g u i n t e , melhorar o s e u d e s e m p e n h o , e atraves da adicao de a g e n t e s c o m p a t i b i l i z a n t e s .

Este trabalho tern c o m o principal objetivo e s t u d a r o d e s e m p e n h o do c o p o l i m e r o de e s t i r e n o - e t e n o / p r o p e n o , Kraton G - 1 7 0 1 e Kraton G - 1 7 0 2 , c o m o recurso compatibilizante p a r a o sistema polimerico c o n s t i t u i d o b a s i c a m e n t e de polipropileno e poliestireno de alto impacto

(85:15) v i s a n d o sua aplicagao industrial. U m e s t u d o preliminar s o b r e o efeito d e s s e s compatibilizantes numa blenda ternaria P P / P S A I / P E X1 t a m b e m foi realizado.

2. JUSTIFICATIVA

Neste trabalho foram investigadas as p r o p r i e d a d e s de b l e n d a s p o l i m e r i c a s a base de PP. 0 polipropileno, a p e s a r de possuir u m excelente c o n j u n t o de p r o p r i e d a d e s e de ser um dos termoplasticos mais utilizados na a t u a l i d a d e , possui certas deficiencias no que se refere a sua resistencia ao impacto e a faixa de temperatura de a m o l e c i m e n t o que e relativamente estreita. Isto limita o seu uso em determinadas a p l i c a c o e s .

Neste sentido, a utilizacao de blendas p o l i m e r i c a s a b a s e de PP p o d e gerar produtos com u m bom balanco entre s u a s p r o p r i e d a d e s f i s i c a s , termicas e t e r m o m e c a n i c a s , de forma a garantir a sua utilizacao nas a p l i c a c o e s a q u e se destinam.

A escolha do poliestireno de alto impacto se justifica e m virtude d a n e c e s s i d a d e de se conferir uma maior resistencia ao impacto ao p o l i p r o p i l e n o s e m queda acentuada na sua rigidez, a l e m d a a m p l i a c a o d a faixa de temperatura de amolecimento; o q u e viabilizaria s u a a p l i c a c a o na c o n f e c c a o de d e t e r m i n a d a s pecas t e r m o f o r m a d a s q u e exijam u m b o m b a l a n c o entre a rigidez e a resistencia ao impacto, por e x e m p l o , cujo m e r c a d o e liderado pelo poliestireno de alto impacto que tern u m maior valor c o m e r c i a l .

S e n d o estas blendas incompativeis, se faz n e c e s s a r i a a a d i c a o d e u m a g e n t e compatibilizante para conferir u m b o m d e s e m p e n h o do

3. REVISAO BIBLIOGRAFICA G E R A L

3.1. Blendas polimerica

Uma blenda polimerica pode ser definida c o m o s e n d o uma mistura fisica de dois ou mais polimeOos c o m o objetivo de e n c o n t r a r u m produto final cujas propriedades a t e n d a m aos requisitos de d e t e r m i n a d a s a p l i c a c o e s . No sentido de evitar controversies a respeito da t e r m i n o l o g i a blendas polimericas e ligas polimericas {polymer alloys), tratadas por v a r i o s a u t o r e s ( P a u l ; N e w m a n , 1978) como sinonimos, ao contrario de outros c o m o M a n o ( 1 9 9 1 ) , que utilizam a terminologia de ligas polimericas para sistemas totalmente misciveis, Utracki (1991) definiu as s e g u i n t e s t e r m i n o l o g i a s :

Blendas polimericas - mistura fisica entre dois ou mais p o l i m e r o s ou c o p o l i m e r o s quimicamente diferentes;

Ligas polimericas - blendas polimericas c o m modificacoes e m s u a s caracteristicas interfaciais e/ou morfologicas.

C o m o se observa, a terminologia blendas polimericas e utilizada para definir as misturas polimericas de uma forma geral, e n q u a n t o q u e a terminologia ligas polimericas (polymer alloys) e utilizada para definir misturas polimericas e s p e c i f i c a s .

A s b l e n d a s polimericas sao classificadas b a s i c a m e n t e e m tres c a t e g o r i a s , s e g u n d o os metodos de obtencao:

b l e n d a s mecanicas (blenda);

b l e n d a s por solucao (casting);

reticulados polimericos interpenetrantes (IPN).

A diferenca basica entre os p r o c e s s o s de o b t e n c a o d a s b l e n d a s m e c a n i c a s e por solugao reside no fato de que as b l e n d a s m e c a n i c a s e m geral sao obtidas a quente, sob c a r g a s c i s a l h a n t e s , c o m os p o l i m e r o s total ou parcialmente fundidos e n q u a n t o que nas b l e n d a s por solugao os p o l i m e r o s sao dissolvidos por solventes ou mistura de s o l v e n t e s q u e , a p o s o p r o c e s s o de solubilizacao e h o m o g e n e i z a c a o , e e v a p o r a d o .

0 terceiro metodo para a obtencao de b l e n d a s p o l i m e r i c a s e a f o r m a c a o de reticulados polimericos interpenetrantes, o n d e "dois p o l i m e r o s sao reticulados u m e m presenca do outro, sem q u e haja q u a l q u e r r e a c a o q u i m i c a entre eles "(adeje, 1989). A maioria das misturas polimericas sao p r e p a r a d a s m e d i a n t e o processo de mistura m e c a n i c a d e v i d o , p r i n c i p a l m e n t e , ao baixo custo e a simplicidade o p e r a c i o n a l .

D e p e n d e n d o do grau de dispersao a p r e s e n t a d o pelas f a s e s d a mistura polimerica, as blendas p o d e m ser classificadas c o m o m i s c i v e i s , p a r c i a l m e n t e misciveis e imisciveis (De M e u s e , 1 9 9 5 ) . U m a b l e n d a i m i s c i v e l e c a r a c t e r i z a d a por uma grosseira separacao de fases, e n q u a n t o q u e u m a b l e n d a m i s c i v e l se caracteriza por uma intima mistura a nivel m o l e c u l a r ( T e y s s i e , 1989) cujo c o m p o r t a m e n t o e c o n v e n i e n t e m e n t e c o m p a r a d o a

s i s t e m a s m o n o f a s i c o s tais c o m o os c o p o l i m e r o s a m o r f o s e m blocos o u e n x e r t a d o s2 (Olabisi; R o b e r s o n , 1988). Por s u a v e z , as b l e n d a s p a r c i a l m e n t e misciveis se a p r e s e n t a m nas s i t u a c o e s intermediaries ( T e y s s i e , 1 9 8 8 ) . A Figura 3.1 apresenta o c o m p o r t a m e n t o da miscibilidade de d i v e r s o s sistemas e m funcao da temperatura e c o m p o s i c a o para s i s t e m a s b i n a r i o s3.

Composicao

F I G U R A 3.1 - D i a g r a m a d e f a s e l i q u i d o - l i q u i d o d e m i s t u r a s p o l i m e r i c a s b i n a r i a s

( P a u l , 1 9 7 8 )

Na Figura 3.1 observa-se q u e a miscibilidade e m A n a o e a f e t a d a n e m pela temperatura nem pela c o m p o s i c a o . Entretanto, para u m a c o m p o s i c a o particular fa e m B ha uma t e m p e r a t u r a superior d e solugao critica ( U C S T ) abaixo da qual a mistura e imiscivel, ao p a s s o q u e para fa

2 Copolimeros em bloco ou enxertados que exibem uma fase cristalina e outra amorfa, teoricamente, sao sistemas bifasicos, portanto. considerados como irriscrveis.

e m C, ha uma temperatura inferior de s o l u c a o critica ( L C S T ) acima da qual a mistura e imiscivel. A c o m b i n a c a o d e s s e s dois tipos de c o m p o r t a m e n t o de fases representados por B e C pode resultar no c o m p o r t a m e n t o de fase ilustrado por D e E o n d e a m b o s os sistemas t a n t o e x i b e m U C S T q u a n t o L C S T . Em F esse c o m p o r t a m e n t o nao e o b s e r v a d o ; nao existe U C S T n e m L C S T (Mangajarav et al., 1989) mas sim, uma faixa de c o m p o s i c a o acima e a b a i x o d a s quais ha imiscibilidade.

Frequentemente o termo c o m p a t i b i l i d a d e e usado c o m o s i n o n i m o de miscibilidade, c o n t u d o , a e x p r e s s a o c o m p a t i b i l i d a d e e bem mais a b r a n g e n t e (Paul, 1978). A miscibilidade e mais b e m definida c o m o s i n o n i m o de solubilidade (Olabisi, 1979) e n q u a n t o q u e o conceito de c o m p a t i b i l i d a d e aplica-se as misturas polimericas q u e , m e s m o nao s e n d o c o m p l e t a m e n t e misciveis, sejam h o m o g e n e a s m a c r o s c o p i c a m e n t e e q u e a p r e s e n t e m boas p r o p r i e d a d e s que levem a a p l i c a c o e s t e c n o l o g i c a s e c o m e r c i a i s uteis (Rocha, 1993). A Figura 3.2 mostra o q u a d r o das principals p o s s i b i l i d a d e s e m que as b l e n d a s polimericas de interesse comercial p o d e m se apresentar.

Principals Tipos de Blendas Polimericas

F I G U R A 3.2 - P r i n c i p a l s t i p o s d e b l e n d a s p o l i m e r i c a s d e i n t e r e s s e c o m e r c i a l ( L e m s t r a e t a l . , 1 9 9 1 )

A maior parte das blendas polimericas e h e t e r o g e n e a , visto que a maioria d o s p o l i m e r o s existentes sao imisciveis entre si (Kozlowski et al., 1995). Essa possibilidade e ampliada a medida e m q u e se r e a l i z a m misturas polimericas partindo de polimeros semi-cristalinos cuja estrutura s u p e r m o l e c u l a r , por natureza, apresenta-se de forma h e t e r o g e n e a ; c o m p o s t a por uma fase cristalina e outra amorfa. Nesse c a s o , ate m e s m o a c o m p a t i b i l i d a d e do sistema e comprometida e m virtude do g r a n d e n u m e r o de fases e, por c o n s e q u e n c i a , maior quantidade de interfaces presentes no sistema ( P a u l , 1978), o que pode levar a grandes c o n c e n t r a t e s de t e n s o e s internas e, p o s s i v e l m e n t e , a piores propriedades m e c a n i c a s .

De u m m o d o geral, as propriedades m e c a n i c a s das b l e n d a s p o l i m e r i c a s , e m f u n c a o d a composicao, p o d e m variar d e v i d o a: s i n e r g i s m o ;

a d i t i v i d a d e e incompatibilidade. (Ver Figura 3.3). </-> o o 5 •o o

1

o

5.

o S i n e r g i s m o A d i t i v i d a d e I n c o m p a t i b i l i d a d e Composigao F I G U R A 3.3 - P e r f o r m a n c e s d a s b l e n d a s p o l i m e r i c a s c o m r e l a c a o a s p r o p r i e d a d e s m e c a n i c a s ( a d e j e , 1 9 8 3 ) .

No caso da adicao, as p r o p r i e d a d e s m e c a n i c a s variam p r o p o r c i o n a l m e n t e a variacao da composigao. Por outro lado, no c a s o de m i s t u r a s i n c o m p a t i v e i s , as propriedades m e c a n i c a s do sistema polimerico f i c a m b e m abaixo das propriedades m e c a n i c a s dos c o m p o n e n t e s i n d i v i d u a l s . 0 contrario se observa quando se obtem um efeito sinergetico; n e s s e c a s o , as propriedades mecanicas do s i s t e m a polimerico sao s u p e r i o r e s as propriedades mecanicas dos c o m p o n e n t e s individuals.

3.2. Sistemas polimericos misciveis

O criterio t e r m o d i n a m i c o para q u e dois ou mais p o l i m e r o s f o r m e m uma blenda miscivel e b a s e a d o na v a r i a c a o d a e n e r g i a livre de mistura

A GM = A HM - T A S . m (3.1) o n d e : A HM = v a r i a c a o e n t a l p i c a de mistura; A SM = v a r i a c a o e n t r o p i c a d e mistura; T = temperatur a a b s o l u t a . Em c o n d i c a o de total miscibilidade A G m e n e g a t i v e Entretanto e s s e criterio, por si so, nao garante q u e se tenha u m sistema totalmente miscivel haja vista que alguns sistemas polimericos parcialmente m i s c i v e i s , como o r e p r e s e n t a d o pela curva C d a Figura 3.4, a p r e s e n t a m miscibilidade e m d e t e r m i n a d a faixa de c o n c e n t r a c a o , g e r a l m e n t e e m c o n c e n t r a c o e s extremas, s e n d o imisciveis e m q u a l q u e r outra c o m p o s i c a o s e m q u e a variacao d a energia livre de mistura seja positiva; o que caracterizaria de imediato a imiscibilidade. A s s i m , s u r g e uma s e g u n d a c o n d i c a o necessaria para q u e um sistema polimerico seja realmente c a r a c t e r i z a d o como miscivel a uma d a d a c o m p o s i c a o X e t e m p e r a t u r a T : a d e r i v a d a s e g u n d a da e q u a g a o 3.1 d a v a r i a c a o da e n e r g i a livre de mistura c o m relacao a c o m p o s i c a o d e v e ser maior q u e z e r o ( M a n o , 1 9 9 1 ; R o c h a , 1 9 9 3 ; Rudin, 1982), ou seja:

5 - A GM > 0 (3.2)

5 X2

A Figura 3.4 mostra a v a r i a c a o d a e n e r g i a livre de mistura e m fungao d a c o m p o s i c a o para sistemas binarios:

Composigao

F I G U R A 3.4 - D i a g r a m a d a s p o s s i v e i s v a r i a g o e s da e n e r g i a l i v r e d e m i s t u r a s b i n a r i a s ( M a n g a r a j a v , 1 9 8 6 ) .

A curva A d e s c r e v e o c o m p o r t a m e n t o de uma mistura imiscivel a q u a l q u e r c o m p o s i g a o e n q u a n t o que a curva B d e s c r e v e a v a r i a c a o da e n e r g i a livre de mistura e m fungao da composigao para sistemas misciveis. Por outro lado, a c u r v a C represents o c o m p o r t a m e n t o de uma mistura p a r c i a l m e n t e m i s c i v e l .

Muitos m o d e l o s t e r m o d i n a m i c o s foram d e s e n v o l v i d o s no s e n t i d o de se obter a p r o x i m a g o e s estimativas dos termos d a e q u a g a o 3 . 1 . O m o d e l o m a i s s i m p l e s e a m p l a m e n t e aplicado as misturas p o l i m e r i c a s e o m o d e l o d e rede d e F l o r y - H u g i n s . Nele, faz-se a n a l o g i a entre situagoes b i n a r i a s t i p i c a s a e x e m p l o de solugoes de baixo p e s o molecular e misturas p o l i m e r i c a s ( R o c h a , 1 9 9 3 ) . (Ver Figura 3.5).

O b s e r v a - s e na Figura 3.5 que as moleculas dos p o l i m e r o s s a o s e c i o n a d a s e m t a m a n h o s e q u i v a l e n t e s aos das moleculas d o m o n o m e r o q u e se s i t u a m e m u m u n i c o reticulo; ao contrario d a m a c r o m o l e c u l a q u e o c u p a u m g r a n d e n u m e r o de reticulos.

N e s s e sistema, a entropia de mistura e f u n c a o das d i f e r e n t e s p o s s i b i l i d a d e s de o c u p a c a o dos reticulos d i s p o n i v e i s , cuja v a r i a c a o , t a n t o p a r a s i s t e m a s macromoleculares quanto de baixo peso molecular, e d a d o p e l a Lei d e B o l t z m a n n : A SM= K i n n! (3.3) n-j! . n2! o n d e : n e o numero total de m o l e c u l a s ; n ^ o numero de m o l e c u l a s do c o m p o n e n t e 1; n2 e o numero de m o l e c u l a s do c o m p o n e n t e 2; K e a constante de B o l t z m a n n .

o o o

0 o o

o 0 0

o o o

o o o

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_p

o o o o o o

o o o

G

_{o p}

o o o

O

o o

D o i s s o l v e n t e s B

o o o

o o o

o o o

o

o

o

o o o o o

S o l v e n t e e p o l i m e r o D o i s p o l i m e r o s F I G U R A 3 . 5 - l l u s t r a g a o c o m p a r a t i v a e n t r e m i s t u r a s d e a l t o e b a i x o p e s o m o l e c u l a r : ( A ) s o l v e n t e - s o l v e n t e , (B) s o l v e n t e - p o l i m e r o , ( C ) p o l i m e r o - p o l i m e r o ( O l a b i s i , 1 9 7 9 ) .

A analise d a e q u a c a o 3.1 mostra q u e a v a r i a c a o d a energia livre de mistura A Gm pode ser d e c o m p o s t a e m dois t e r m o s ; o termo entalpico A Hm e o termo entropico - T A Sm. Da E q u a c a o 3.3 tem-se que a contribuigao entropica esta diretamente relacionada ao n u m e r o de arranjos q u e se pode obter no reticulo, para as n moleculas do sistema s o l v e n t e -solvente, s o l v e n t e - p o l i m e r o e p o l i m e r o - p o l i m e r o a p r e s e n t a d o na Figura 3.5. Misturas de p e q u e n a s moleculas resultam e m g r a n d e s v a l o r e s de A Sm de forma que o termo - T A Sm a s s u m e valores negativos e m o d u l a r m e n t e g r a n d e s e m c o m p a r a c a o c o m misturas de alto p e s o molecular p o d e n d o compensar eventuais v a r i a c o e s positivas do termo entalpico A Hm levando q u a s e sempre a v a r i a c o e s negativas na energia livre de mistura; c o n d i c a o necessaria para que ocorra a miscibilidade (Mangarajav, 1986; Cruz, 1995).

Por outro lado, misturas m a c r o m o l e c u l a r e s a exemplo do sistema p o l i m e r o - p o l i m e r o representado na Figura 3.5 levam a p e q u e n a s variacoes na entropia de mistura A Sm o que faz c o m q u e o termo entropico - T A Sm a s s u m a valores negativos, porem, insignificantes se c o m p a r a d o s aos sistemas de baixo peso molecular. A s s i m , a razao para a imiscibilidade da maioria dos sistemas polimericos deve-se ao fato de que v a r i a c o e s entropicas na mistura d e p o l i m e r o s p o d e m nao c o m p e n s a r as v a r i a c o e s positivas do termo e n t a l p i c o A Hm. Neste c a s o , para q u e a c o n d i c a o t e r m o d i n a m i c a A Gm < 0 seja satisfeita e a " s o l u b i l i d a d e " ocorra se faz necessario q u e o termo entalpico d a e q u a c a o 3.1 a s s u m a v a l o r e s negativos ou proximos de zero para c o m p e n s a r as p e q u e n a s v a r i a c o e s o b s e r v a d a s no

termo e n t r o p i c o de forma que a condicao t e r m o d i n a m i c a A Gm < 0 seja satisfeita. Isto se d a q u a n d o existem interacoes e s p e c i f i c a s tais c o m o interacoes c o u l o m b i a n a s , forcas de dispersao, interacoes d i p o l o - d i p o l o , p o n t e s d e h i d r o g e n i o , etc. entre as moleculas dos c o m p o n e n t e s d a mistura polimerica. C a s o contrario, a mistura sera imiscivel.

C o n f o r m e foi observado, os termos entalpicos e e n t r o p i c o s c o n t r i b u e m i n d e p e n d e n t e m e n t e e concorrentemente na v a r i a c a o da e n e r g i a livre d e mistura q u e , s e g u n d o a teoria de FIory-Hugins, para s i s t e m a s binarios a T e P c o n s t a n t e s , e dada pela Equacao (3.4) ( E q u a c a o de FIory-H u g i n s ) :

A Gm = J i \nfa + $2 ln<t>2 + 4>i4>2Xi2 (3.4)

N i N2

o n d e : N-i e o grau de polimerizacao do polimero 1; N2 e o grau de polimerizacao do p o l i m e r o 2;

^ e a fracao volumetrica do p o l i m e r o 1; (j>2 e a fracao volumetrica do p o l i m e r o 2;

X i2 e a interacao entalpica entre o polimero 1 e 2.

q u e e o t r a t a d o teorico mais conhecido e aplicado na b u s c a do e n t e n d i m e n t o d a miscibilidade de misturas polimericas. Nestes c a s o s o s

m e t o d o s de a n a l i s e s termicas, oticas, etc. a s s u m e m u m importante p a p e l , s e n d o l a r g a m e n t e utilizadas no estudo empirico d a miscibilidade de mistura de s i s t e m a s p o l i m e r i c o s .

3.3. Tecnicas qualitativas utilizadas para detectar miscibilidade e

compatibilidade

Os polimeros solidos p o d e m se a p r e s e n t a r no e s t a d o cristalino, semi-cristalino ou amorfo. U m p o l i m e r o e d e f l n i d o c o m o cristalino q u a n d o apresenta o r d e m a g r a n d e s d i s t a n c i a s e s e constitui de e l e m e n t o s estruturais q u e se repetem e m t o d a s as d i r e g o e s , c o n t r a s t a n d o c o m o e s t a d o amorfo que nao apresenta um arranjo e s p a c i a l definido e regular. Os p o l i m e r o s , por terem moleculas muito g r a n d e s , p o d e m a p r e s e n t a r z o n a s a m o r f a s e cristalinas e, por isto, sao mais b e m c l a s s i f i c a d o s c o m o s e m i -cristalinos e a p r e s e n t a m zonas de transigoes t e r m o d i n a m i c a s de primeira e s e g u n d a o r d e m .

A fusao e caracterizada pela t r a n s i c a o do e s t a d o solido e ordenado para o estado liquido e desordenado. E u m a transicao de fase de primeira o r d e m , ou seja, e a c o m p a n h a d a por u m a m u d a n c a b r u s c a na e n e r g i a interna, volume especifico, etc., o c o r r e n d o s e m p r e e m t e m p e r a t u r a s d e f i n i d a s . Por outro lado, a temperatura de t r a n s i c a o vitrea ( Tg) marca o i n i c i o do movimento segmental onde ocorre a t r a n s i g a o do estado vitreo p a r a o b o r r a c h o s o e e a c o m p a n h a d o por u m a m u d a n g a g r a d u a l e m s u a s p r o p r i e d a d e s t e r m o d i n a m i c a s , fisicas, etc., nao o c o r r e n d o m u d a n g a de fase, m a i s s i m , m u d a n g a na mobilidade molecular ( R a b e l l o , 1990). Q u a n d o se tern u m a b l e n d a polimerica constituida a partir de p o l i m e r o s m i s c i v e i s , s u a s m o l e c u l a s e n c o n t r a m - s e misturadas a niveis m o l e c u l a r e s .

a p r e s e n t a r a uma unica temperatura de transigao v i t r e a4, intermediaria a t e m p e r a t u r a dos c o m p o n e n t e s individuals da mistura, a p r e s e n t a n d o t a m b e m t r a n s p a r e n c i a otica; contudo, e importante certificar-se se o sistema e n c o n t r a - s e e m equilibrio ( R u d i n , 1982). Q u a n d o a b l e n d a polimerica partir de um polimero cristalizavel e outro amorfo a mistura podera. ser miscivel na f u s a o a p r e s e n t a n d o - s e c o m o sistema monofasico p o r e m , q u a n d o resfriada, a s e g r e g a g a o de fases p o d e r a ser inevitavel - e m d e t e r m i n a d o s casos a amorfizagao de polimeros semi-cristalinos e p o s s i v e l q u a n d o a estes se aplica u m super resfriamento p o r e m , o sistema nao se apresentara no estado de equilibrio e, c o m o t e m p o , p o d e r a haver uma cristalizagao s e c u n d a r i a . A s s i m , no equilibrio, estes sistemas a p r e s e n t a r a o mais de uma f a s e e, caso as fases d e s t e s c o m p o n e n t e s p o l i m e r i c o s a p r e s e n t e m a l g u m g r a u de miscibilidade, uma redugao na T e m p e r a t u r a de f u s a o cristalina ( Tm) c o m relagao ao c o m p o n e n t e semi-cristalino puro sera o b s e r v a d o (Haje,

1989).

Utilizando-se do criterio de Tg e Tm p o d e - s e mensurar q u a l i t a t i v a m e n t e a miscibilidade do sistema polimerico. Para isto, a analise termica diferencial de v a r r e d u r a ( D S C ) e a tecnica mais c o m u m e n t e utilizada. A p e s a r da s i m p l i c i d a d e e larga aplicagao a p r e s e n t a d a por esta tecnica de analise ela a p r e s e n t a limitagoes na d e t e c g a o de Tg e m p o l i m e r o s muito cristalinos, e Tm, e m p o l i m e r o s de baixa c r i s t a l i n i d a d e . Outras tecnicas

c o m o a analise t e r m o - d i n a m i c o - m e c a n i c a e a analise dieletrica a p r e s e n t a m uma maior s e n s i b i l i d a d e (na o r d e m de dois a tres s e g m e n t o s ) .

Devido ao fato de que sistemas totalmente imisciveis a p r e s e n t a m baixas p r o p r i e d a d e s tenseis, ao contrario dos sistemas misciveis ou p a r c i a l m e n t e misciveis, os ensaios de t e n s a o - d e f o r m a c a o t a m b e m p o d e m ser utilizados para caracterizar blendas polimericas (Akcelrud et al., 1987). P o r e m , e importante lembrar que mesmo nao s e n d o miscivel, d e s d e q u e a p r e s e n t e alguma propriedade mecanica util, uma blenda polimerica p o d e ser caracterizada como c o m p a t i v e l .

4. REVISAO BIBLIOGRAFICA ESPECIFICA

4.1. Polipropileno

4.1.1. Relato historico

Em 1953 Ziegler desenvolveu uma serie d e c a t a l i s a d o r e s para o polietileno o b t e n d o um polimero c o m menos ramificagoes. A p r o v e i t a n d o a ideia, e m 1 9 5 4 , Natta modificou o processo criado por Z i e g l e r e d e s e n v o l v e u u m sistema catalitico mais esteroespecifico [ ( A I ( C 2 H 5 )3 - (a-T i C I3) ] utilizando-o na polimerizagao do p r o p e n o , d a n d o o r i g e m ao p o l i p r o p i l e n o isotatico c o m algumas fragoes ataticas (Boor Jr., 1979) cuja p r o d u g a o industrial teve inicio a partir de 1957 (Bettini, 1992).

A importancia d o s estudos de Natta se d e u nao a p e n a s e m virtude d a o b t e n g a o d o polipropileno isotatico propriamente dito m a s s i m , pela contribuigao significativa que possibilitou o d e s e n v o l v i m e n t o d a s poliolefinas d e u m m o d o geral.

A t u a l m e n t e , a evolugao d o s catalisadores Ziegler-Natta para a p o l i m e r i z a g a o d o polipropileno pode ser dividida e m quatro c a t e g o r i a s , c o m p r e e n d e n d o catalisadores convencionais d e primeira g e r a g a o , c a t a l i s a d o r e s m o d i f i c a d o s de s e g u n d a geragao e catalisadores d e terceira e q u a r t a g e r a g a o cuja morfologia controlada g e r a g r a n u l o s q u e s a o d i r e t a m e n t e p r o c e s s a d o s pelas industrias de transformagao, d i s p e n s a n d o a

e t a p a de extrusao e granulagao do polimero na planta de produgao (Costa, 1 9 9 5 ) .

4.1.2. Aspecto tecnologico

O polipropileno e um termoplastico linear p e r t e n c e n t e a classe d a s poliolefinas, sintetizado a partir do m e c a n i s m o de polimerizagao por adigao do m o n o m e r o p r o p e n o : H CHs i i H

OH

i • i I I

c=c

I I cni'lMer I 1

c c

-1 -1 1 1 H H H H 1 1 F I G U R A 4 . 1 - M e c a n i s m o d e p o l i m e r i z a c a o p o r a d i c a o e e s t r u t u r a q u i m i c a d o p o l i p r o p i l e n o

Q u a n d o polimerizado na presenga de s i s t e m a s cataliticos e s t e r e o e s p e c i f i c o s o propeno ( m o n o m e r o ) da o r i g e m a um polimero isotatico (polipropileno), de elevada resistencia a t r a g a o , rigidez, dureza e a m a i s baixa d e n s i d a d e dentre os t e r m o p l a s t i c o s c o n v e n c i o n a i s ( c o m m o d i t i e s ) . C o m o resultado desta p o l i m e r i z a g a o , o b t e m - s e uma p e q u e n a fragao de polipropileno atatico cujo teor d i m i n u i a medida e m que se utiliza catalisadores mais e s t e r e o e s p e c i f i c o s .

E no processo de polimerizagao q u e o p o l i m e r o tera definido o s e u p e s o molecular e distribuigao do p e s o molecular, resultando e m c a r a c t e r i s t i c a s distintas nos respectivos grades e q u e t a m b e m p o d e m ser m o d i f i c a d a s posteriormente. A taticidade c o n f e r e diferentes formas i s o m e r i c a s e m virtude da presenga do g r u p o metil na lateral de sua estrutura

molecular, o que causa u m i m p e d i m e n t o esterico impossibilitando que estas c a d e i a s cristalizem-se e m z i g - z a g , a e x e m p l o do polietileno, mais sim, na f o r m a de helice cujo passo a p r e s e n t a rotacao no s e n t i d o horario ou anti-horario.

Na configuracao isotatica, todos os g r u p o s metila estao d i s p o s t o s o r d e n a d a m e n t e e m um lado da estrutura molecular:

F I G U R A 4 . 2 - C o n f i g u r a c a o i s o t a t i c a

Por sua vez, na c o n f i g u r a c a o sindiotatica, todos os g r u p o s metila estao dispostos o r d e n a d a m e n t e de um lado e outro da estrutura molecular:

Ja na c o n f i g u r a c a o atatica todos os grupos metila e s t a o dispostos d e s o r d e n a d a m e n t e na lateral da estrutura molecular:

• • 0 # • •

F I G U R A 4 . 4 - C o n f i g u r a c a o a t a t i c a

A f o r m a isomerica isotatica e p r e d o m i n a t e nos p o l i m e r o s comerciais; cujo s i s t e m a e c o m p o s t o e m media por 9 5 % de polipropileno isotatico e 5 % de p o l i p r o p i l e n o atatico e sindiotatico.

A cristalinidade e a estrutura da fase cristalina d e p e n d e m do tratamento t e r m i c o ao q u a l foi s u b m e t i d a . A m o s t r a s resfriadas r a p i d a m e n t e a p r e s e n t a m g r a n d e n u m e r o de cristais h e x a g o n a i s m e t a e s t a v e i s o r g a n i z a d o s de f o r m a a l e a t o r i a . Resfriando-se lentamente ou r e c o z e n d o a amostra e m t e m p e r a t u r a s e l e v a d a s obtem-se g r a n d e s esferulitos c o m p o s t o s por estruturas cristalinas m o n o c l m i c a s e estaveis (Polibrasil, 1989).

Q u a n t o maior for o t a m a n h o das c a d e i a s polimericas, para uma m e s m a taxa de c i s a l h a m e n t o aplicada sobre o polimero f u n d i d o ou e m s o l u c a o , maior sera a d i f i c u l d a d e de d e s m a n c h a r os e m a r a n h a d o s por elas criados. P o r e m , q u a n t o maior o t a m a n h o d a s c a d e i a s (para c a d e i a s muito longas) menor g r a u de c r i s t a l i n i d a d e sera obtido - e m virtude do maior e n o v e l a m e n t o a p r e s e n t a d o p e l a s m a c r o m o l e c u l a s - a c a r r e t a n d o uma maior

resistencia ao impacto acompanhada de uma reducao na resistencia a tracao no escoamento, rigidez, dureza e temperatura de amolecimento Vicat, que se situa na faixa de 145°C a 150°C; a mais alta dentre os

plasticos de commodities. (Brydson, 1975; Polibrasil, 1989).

0 polipropileno homopolimero apresenta uma unica temperatura de transicao vitrea que varia em torno de -10°C a -20°C enquanto que os copolimeros em blocos ou enxertados podem apresentar duas Tg; uma referente aos dominios amorfos da fase polipropileno, outra referente aos dominios amorfos formados pelo outro bloco ou enxerto. Os copolimeros estatisticos apresentam uma unica temperatura de transicao vitrea que varia em funcao da composicao, segundo a Equacao de Fox5 Por sua vez, a temperatura de fusao cristalina do polipropileno da-se na faixa de 165°C a 170°C. Ja os copolimeros, dependendo do caso, apresentam duas Tm; uma referente ao polipropileno outra referente aos dominios cristalinos formados pelo segundo bloco ou enxerto.

A justificativa para as boas propriedades mecanicas apresentada pelo polipropileno, com relacao aos polimeros convencionais, e vista em termos do seu grau de cristalinidade que se situa entre 45 a 60% e de sua alta temperatura de fusao cristalina; o que proporciona a retencao de parte destas propriedades em temperaturas relativamente altas.

Paradoxalmente, apesar do seu elevado grau de cristalinidade, o polipropileno apresenta uma baixa densidade (0,905 g / c m3) .

4.2. Poliestireno

O poliestireno e um polimero termoplastico vinilico e linear produzido a partir da polimerizacao do estireno atraves do mecanismo de poliadicao. A producao industrial do PS se deu na Alemanha na decada de 30 em virtude dos estudos de dois pesquisadores: Mislensk e Staudinger (Corazza, 1983).

" 0 produto comercial apresenta-se em dois tipos classicos: cristal, que e poliestireno homopolimero; e o modificado, conhecido como de impacto [...]. Do ponto de vista comercial, o mecanismo de reacao mais importante para a polimerizacao do estireno e atraves de radicais livres" (Gonsalves et al., 1982). A producao do poliestireno de alto impacto se da pela polimerizacao em massa em emulsao ou em suspensao do estireno na presenca de particulas de borracha de polibutadieno dissolvidas no sistema. Na medida em que o estireno se polimeriza ha a copolimerizacao por enxertia (graft copolymerization) do estireno no polibutadieno. A oclusao da fase continua de poliestireno nas particulas de borracha aumenta o volume efetivo da fase elastomerica durante o decorrer do processo e a graftizacao

in situ torna compativel duas fases imisciveis proporcionando um elevado

desempenho mecanico (Gonsalves, 1982; Barbosa et al., 1995).

de acordo com a quantidade, morfologia e distribuicao do elastomero na matriz de poliestireno. Uma maior quantidade de elastomero melhora a resistencia ao impacto, enquanto que o modulo de elasticidade e resistencia a tracao diminuem.

Semelhante a alguns polimeros vinilicos, o poliestireno tambem pode apresentar-se sob diferentes formas isomericas: sindiotatico e cristalino; isotatico e cristalino; atatico e amorfo. Comercialmente, o poliestireno e sintetizado sob a forma configuracional atatica.

4.3. Copolimero de Estireno-Eteno-Propeno

O Kraton G-1701 e o Kraton G1702 sao borrachas termoplasticas, fabricadas pela Shell Quimica S.A., constituidas por um copolimero em blocos do tipo A-B-A onde os blocos externos (A) sao compostos por segmentos de poliestireno e os blocos internos (B) sao elastomeros.

As estruturas em blocos propiciam o excelente desempenho mecanico destes produtos. Os dominios borrachosos constituidos pelos blocos internos conferem o comportamento elastomerico e, por conseguinte, resistencia ao impacto ao polimero. Por outro lado, os blocos rigidos de poliestireno situados na parte externa da cadeia sao responsaveis pelo ancoramento mecanico e rigidez do Kraton.

Os Kraton da serie D sao copolimeros em blocos onde a fase elastomerica e composta por poliisopreno ou polibutadieno. Ja o Kraton da

serie G tem a fase elastomerica constituida por um polimero olefinico saturado que pode ser o etileno/butileno ou etileno/propileno.

Por sua vez, os polimeros Kraton apresentam-se na forma de diblocos ou triblocos. Os copolimeros da serie G-1600 sao constituidos por triblocos puros ou em alta percentagem. Da mesma forma, a serie G-1700 e constituida por diblocos puros ou em altos percentuais. Assim, o copolimero Kraton G-1701 e G-1702 utilizados neste trabalho sao copolimeros diblocos de estireno-eteno/propeno 37:63 e 28:72, respectivamente.

4.4. Mecanismos de tenacificagao

A resistencia ao impacto dos polimeros, a exemplo do polipropileno e do poliestireno de alto impacto, esta associada a mecanismos de deformagao capazes de dissipar a energia aplicada. Os principals mecanismos envolvidos neste processo de tenacificagao sao o escoamento por cisalhamento e fissuramento, interacao entre o mecanismo de escoamento por cisalhamento e fissuramento e desvio e multiplicacao das fissuras. ( Manson; Sperling, 1976).

O mecanismo de escoamento por cisalhamento envolve um fluxo cisalhante onde as macromoleculas deslizam umas sobre as outras sem que haja alteracoes volumetricas. Por outro lado, o mecanismo de fissuramento se da em virtude do surgimento de um campo de tensao radial onde as particulas de borracha funcionam com concentradores de tensao, dando inicio ao desenvolvimento de uma grande quantidade de

microfissuras ao seu redor, dissipando a energia aplicada ao sistema (Manson, 1976). A deformagao por fissuramento e acompanhada por um aumento de volume do polimero em virtude da formagao de vazios. Em virtude deste fato nao ser observado no mecanismo de escoamento por cisalhamento, a tecnica de dilatometria mecanica pode ser utilizada para se estudar estes mecanismos de deformagao (Haje, 1989).

Na realidade, estes mecanismos de tenacificagao podem atuar simultaneamente em alguns polimeros. Entretanto, observa-se que o PSAI deforma-se totalmente por processos cavitacionais a exemplo do fissuramento ( Keskkula; Paul, 1993).

Por outro lado, a depender da temperatura e da taxa de deformagao, o polipropileno puro ou modificado com borracha pode exibir escoamento por cisalhamento e/ou formagao de micro-flssuras: altas taxas de deformagao e baixas temperaturas favorecem a formagao de micro-fissuras; baixas taxas de deformagao e altas temperaturas promovem o escoamento por cisalhamento (Claudio, 1986).

Ainda com relagao ao polipropileno, deve-se ressaltar que os sistemas de PP com tamanhos medios de particulas sao mais ducteis e resistentes ao impacto. Aparentemente, esta morfologia de fase utiliza com mais eficiencia as particulas de borracha com a finalidade de promover microfissuras e/ou bandas cisalhantes. Alem deste aspecto morfologico, observa-se que uma maior adesao interfacial melhora a resistencia ao

impacto (Claudio, 1986).

4.5. Blendas com polipropileno

Atualmente, um grande numero de novos materiais desenvolvidos a partir de blendas com o polipropileno tern sido introduzidos comercialmente. Entretanto, tendo em vista que o P P e u m polimero apolar de elevado peso molecular e semicristalino, ele apresenta incompatibilidade com a maior parte dos polimeros disponiveis. Assim, objetivando o desenvolvimento de blendas compativeis do polipropileno com outros polimeros, a compatibilizacao destes sistemas polimericos se faz necessaria.

Uma da formas de se obter estes efeitos e prover a adesao interfacial entre os componentes do sistema pode ser feita atraves da adicao de um terceiro polimero, geralmente um copolimero em blocos formado a partir dos constituintes da blenda ou, por exemplo, a partir da funcionalizacao do polipropileno que pode ser obtida por: (1) copolimerizacao direta de comonomeros funcionais, (2) pos copolimerizacao do polipropileno, e (3) formagao de precursor que sao prontamente convertido em varios grupos funcionais (Mulhaupt et al., 1991), conferindo ao polipropileno uma certa afinidade com certos polimeros polares, por exemplo. Nesta linha de pesquisa, varios sao os trabalhos a exemplo de Ho et al. (1993), Valenza & Acierno (1994), Modic (1993), Mulhaupt (1991), dentre outros, desenvolvidos no intuito de se obter a compatibilizacao de

blendas polimericas de polipropileno com outros polimeros, especialmente polimeros polares, atraves da utilizagao de sistemas ou polimeros funcionalizados.

0 exito comercial destes polimeros funcionalizadas e notorio porem, as reacoes envolvidas durante o processo de funcionalizacao nao sao completamente claras. No caso especifico da extrusao reativa, e geralmente convencionado que a reticulacao ou cisao da cadeia pode ocorrer simultaneamente com a reacao de graftizacao. Porem, para o polipropileno isotatico, a cisao das cadeias predomina sobre as demais em virtude da sensibilidade a degradacao apresentada por este polimero durante o processamento. Um tipico exemplo e a reacao de graftizacao do PP com anidrido maleico que foi estudada por Ho (1993). Ao realizar a funcionalizacao do polipropileno com anidrido maleico, tendo o peroxido de cumila como iniciador, a varios teores. Ho (1993) concluiu que a melhor composicao para esta reacao dar-se a baixos teores de peroxido e moderados teores de anidrido maleico.

Valenza (1994) estudou o efeito da adicao do polipropileno modificado com anidrido maleico e com polipropileno modificado com acido acrilico em blendas de polipropileno com nylon 12, considerando as propriedades reologicas, termicas, morfologicas e mecanicas dos sistemas estudados, concluindo que tanto o polipropileno modificado com acido acrilico quanto o polipropileno modificado com anidrido maleico atuam com compatibilizantes do sistema sendo o anidrido maleico mais reativo e mais

efetivo que o acido acrilico. Valenza (1994) tambem observou que o polipropileno modificado com o acido acrilico atua como nucleante para o polipropileno.

Ainda com relagao ao sistema polipropileno/poliamida, uma outra familia de compatibilizantes, desenvolvidos a partir de um terceiro polimero modificado com anidrido maleico foi estudado por Modic (1993). Trata-se do copolimero em bloco de estireno funcionalizado com anidrido maleico que, alem de reduzir a tensao interfacial entre as fases constituintes do sistema tambem atua como modificador de impacto. Segundo Modic (1993), os copolimeros triblocos de estireno modificado com anidrido maleico sao especificamente eficazes em blendas de naylon-6 com polipropileno. Estes copolimeros elastomericos termoplasticos, a exemplo do KRATON FX, produzido pela Shell S.A., foram desenvolvidos para atuarem como modificadores de impacto em poliamidas de sorte que esta nova possibilidade amplia e muito o campo de aplicacao destes produtos.

Afora a funcionalizacao de sistemas polimericos ou a utilizacao de polimeros funcionalizados como compatibilizantes, a utilizacao de copolimeros em blocos formados a partir dos constituintes da mistura polimerica ou a insercao de um outro polimero ou copolimero nao necessariamente desenvolvidos a partir dos constituintes individuals do sistema sao mais amplamente empregadas na compatibilizacao de blendas com polipropileno no intuito de se conseguir a melhor relagao possivel entre os custos do material versus suas propriedades mecanicas, possibilitando o

desenvolvimento de blendas economicamente viaveis e de interesse comercial.

Assim, no intuito de desenvolver sistemas que apresentassem uma boa relacao entre as propriedades tenseis e de impacto, a baixos custos, varios pesquisadores estudaram blendas de polipropileno com outros polimeros cujas propriedades individuals pudessem levar a um material novo e de melhor desempenho. Entretanto, mais uma vez, a questao da compatibilidade polimerica levou a bifurcacao dos estudos em dois caminhos: a busca de pares polimericos ideais e o estudo da compatibilizacao destes sistemas.

Esta incessante busca levou Sawatari et al. (1990) e Jawatari et al. (1987) a desenvolverem estudos em blendas de polipropileno (PP) com polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) a partir do processo de mistura por solucao e cristalizagao por evaporacao do solvente visando obter um produto adequado a confeccao de fibras. Estas blendas sao muito estudadas principalmente devido ao fato de que apesar de possuir

excelentes propriedades mecanicas, o UHMWPE nao e processado pelos metodos convencionais e a adicao de polipropileno em determinados teores pode resultar num produto com boas propriedades mecanicas e processabilidade.

Em vista disto, Souza (1993) estudou a incorporacao do polietileno de ultra alto peso molecular ao polipropileno, utilizando-se da tecnica de mistura mecanica sob fusao e extrusao desenvolvida no intuito

de conferir a resistencia mecanicas do polietileno de ultra alto peso molecular e a processabilidade do polipropileno, com possibilidade de transformacao em equipamentos convencionais. Souza (1993) caracterizou a blenda atraves de ensaios termicos, mecanicos e reologicos, chegando as seguintes conclusoes: a) as blendas produzidas mostraram-se imisciveis ou parcialmente misciveis; b) houve um acentuado incremento na resistencia ao impacto e na resistencia a abrasao sem comprometimento na resistencia a tracao no alongamento, temperatura de distorcao termica e temperatura de amolecimento Vicat; c) o modulo de Young das blendas apresentaram-se 25% menores do que o do PP; d) o alongamento na ruptura diminuiu de forma consideravel com o aumento do teor de UHMWPE, e) a incorporacao de teores de ate 40% em peso de UHMWPE ao PP propicia a obtencao de materials com possibilidade de transformacao em equipamentos convencionais.

Willis et al. (1991) estudaram o efeito emulsificante de um ionomero de polietileno em funcao da composicao e da razao de viscosidade sobre o tamanho das particulas dispersas em blendas de polipropileno/poliamida. Willis (1991) observou que o tamanho das particulas presentes nestas blendas nao compatibilizadas aumentam com a concentracao da menor fase dispersa, principalmente em torno da regiao bifasica. Esta relacao foi menos pronunciada quando o ionomero foi adicionado ao sistema onde, na ocasiao, observou-se um consideravel decrescimo na dimensao da fase dispersa, aumento no torque do misturador

e estreitamento na regiao bifasica. O tamanho das particulas dispersas nas blendas nao compatibilizadas crescem com a razao de viscosidade cujo efeito foi menos pronunciado nas blendas compatibilizadas. Das observacoes feitas em seu trabalho, Willis (1991) conclui que o efeito da modificacao interfacial na morfologia predomina sobre a composicao e razao de viscosidade. Este efeito e interpretado em termos da reducao da mobilidade interfacial em funcao da compatibilizacao.

A adigao de elastomero termoplastico a exemplo de EPDM (etileno-propileno-dieno) ao polipropileno foi vista por Silva & Coutinho (1994). Neste trabalho, fez-se composigoes de polipropileno com EPDM, a varios teores, misturando-se os polimeros em misturador Brabender a varias velocidades de rosea de onde se concluiu que com o aumento da velocidade da rosea e, por consequencia, maiores velocidades de cisalhamento, o peso molecular do PP e a tensao de ruptura do sistema diminuem em virtude da degradagao termo-mecanica do polipropileno - o que tambem e observado pela redugao do indice de fluidez. A este sistema, tambem foi adicionado polipropileno degradado e as observagoes feitas foram a de que, quanto maior e este teor, maior e a tendencia de incremento da resistencia ao impacto da mistura. Ainda sobre a insergao de modificadores de impacto ao polipropileno, Keskkula (1993) verificou que o tamanho das particulas elastomericas presentes na blenda influencia significativamente no balango entre a rigidez e a resistencia ao impacto; particulas elastomericas menores resultam em maior ductilidade e

resistencia ao impacto do que os sistemas com maiores particulas elastomericas dispersas. 0 tamanho ideal das particulas dispersas para que este balanco seja alcancado deve situar-se na faixa de 0,5 a 2,0 |im.

Blendas de Polipropileno com EPDM tambem foram estudadas por Coppola et al. (1996). Em seu trabalho Coppola (1996) investigou o comportamento da fratura por impacto Charpy bem como a morfologia da fase elastomerica dispersa de blendas de polipropileno de diferentes pesos moleculares, com o terpolimero etileno-propileno-dieno (EPDM), a distintos teores (10, 15 e 20%). Os resultados de seus trabalhos indicam que as blendas de polipropileno com EPDM mostram varios mecanismo de fratura que estao sujeitos a temperatura , profundidade do entalhe bem como as caracteristicas moleculares dos componentes do sistema. Com relacao a morfologia, Coppola (1996) observou que em elevadas temperaturas estas blendas exibem fraturas do tipo semi-ductil com visivel evidencia de micro fissuras ao redor da extremidade da fenda, seguida por uma fratura tipo fragil e que o diametro das esferas elastomericas de EPDM dispersas na matriz de polipropileno estao fortemente relacionadas ao peso molecular do polipropileno; ao utilizar um polipropileno de maior peso molecular ( Mw= 6,3 x 105 e Mn = 1,9 x 1 05) obteve-se particulas dispersas de 1 jam de diametro e, ao utilizar um outro grade de polipropileno de menor peso molecular ( Mw = 3,1 X 105 e Mn = 1,6 x 104), obteve-se particulas dispersas na faixa de 2 a 5 urn. Esta diferenca de tamanhos no diametro da fase dispersa de EPDM, segundo Keskkula (1993) e Coppola (1993), pode afetar o mecanismo de

tenacificagao do material. Testes efetuados na faixa de -100 a -20°C indicaram que as blendas de EPDM com ambos os grades de PP praticamente nao apresentavam variacoes nas constantes encontradas ( Gc e Kc) indicando que o EPDM induziu o mesmo mecanismo de tenacificagao em suas blendas com os dois tipos de polipropileno, exibindo o mesmo comportamento, ou seja: fratura tipo fragil. Ja na faixa de temperatura entre -20°C e 0°C, para o polipropileno de maior peso molecular, e na faixa de temperatura entre -20°C e 20°C, para o polipropileno de menor peso molecular, todas as blendas mencionadas apresentaram fraturas do tipo semi-ductil porem, em temperaturas superiores a 0°C, o polipropileno de maior peso molecular exibiu fratura tipo ductil; o que esta de pleno acordo com Keskkula (1993) ao afirmar que o tamanho ideal das particulas dispersas deve situar-se na faixa de 0,5 a 2,0 um. Apesar de tudo, Coppola concluiu que em virtude da falta de adesao entre a fase dispersa e a matriz estas blendas nao apresentaram uma relagao entre a rigidez e impacto satisfatoria.

Um outro estudo realizado por Choudhary et al. (1990) com relagao a blendas de polipropileno com EPDM a teores de 5, 10, 15, 20, 25 e 30% (w/w) indica que este sistema apresenta-se imiscivel em toda faixa de composigao estudada e que com o incremento do teor de EPDM no sistema obtem-se uma diminuigao na temperatura de cristalizagao e na nucleagao do polipropileno, alem de elevar a taxa de cristalizagao do PP, provavelmente em virtude do aumento da mobilidade dos segmentos de

polipropileno, diminuindo tambem o grau de cristalinidade e modificando a proporcao das fases cristalinas monoclinicas e hexagonais da matriz de PP. Observou-se tambem que a adicao de teores de ate 10% de EPDM aumenta o tamanho dos esferulitos do polipropileno, vindo a decrescer com a adicao de teores mais elevados. Apesar da adicao de EPDM diminuir a rigidez do sistema, observa-se que a adicao deste terpolimero confere uma elevada resistencia ao impacto a estas blendas, chegando a um incremento de ate 1.330% a teores de 30% de EPDM.

O polipropileno isotatico forma uma blenda miscivel com o copolimero aleatorio eteno-propeno (Santoprene) cuja combinacao de propriedades tais como resistencia termica equiparada aos elastomeros vulcanizados e boa processabilidade, dentre outras, insere o produto no rol dos elastomeros de alto desempenho. Apesar das boas propriedades apresentadas por esta blenda alguns inconvenientes sao apresentados quando utilizado em aplicacoes onde o produto seja exposto ao contato com solventes organicos. Este inconveniente impoe certas limitacoes no uso do produto e o estudo das interagoes desta blenda com solventes especificos bem como o entendimento do mecanismo do transporte molecular destes solventes proporciona uma aplicagao segura do produto final quando em contato com estes produtos. Levando em consideragao estes aspectos, Aminabhavi & Phayde (1995) realizaram estudos sobre a interagao desta blenda com alcanos alifaticos considerando a temperatura, tipo de estrutura polimerica e absorgao bem como as caracteristicas do mecanismo do

transporte molecular. Os autores concluiram que, no caso especifico dos n-alcanos, o parametro de transporte de massa decresce linearmente com o incremento do tamanho molecular (PM) e que a mudanca no tamanho dos alcanos levou a um incremento na difusao e taxa de relaxacao da blenda (Santoprene), acompanhado do incremento no volume livre do polimero. Em seus experimentos, Aminabhavi (1995) observou que o coeficiente de difusividade do 2, 2, 4-trimetil pentano foi o mais elevado do que os valores correspondente dos n-octanos em todas as temperaturas; o que foi atribuido a maior rigidez da molecula do 2, 2, 4-trimetil pentano.

No sentido de conferir melhores propriedades mecanicas ao polipropileno a adicao de polimeros mais rigidos, a exemplo de policarbonato, sao reportadas por Fisa et al. (1990) e Dobowski (1994). Tambem, com objetivos semelhante, Srinivasan & Gupta (1994) estudaram a melhoria das propriedades mecanicas das blendas de polipropileno/copolimero em bloco de estireno-eteno-butadieno-estireno (SEBS) mediante a adicao do policarbonato a este sistema. Atraves da mensuragao das propriedades mecanicas e da realizagao de ensaios de microscopia eletronica, Srinivasan (1994) observou que tanto o policarbonato quanto o SEBS apresentam-se dispersos na matriz de PP em forma de particulas esfericas nas respectivas misturas binarias e que as interagoes interfaciais do PP com copolimero SEBS sao mais efetivas do que as interagoes apresentadas com o policarbonato.

sua rigidez e resistencia termica. Contudo, apresenta desvantagens a exemplo da baixa estabilidade dimensional que pode ser superada atraves da tecnica de blendagem com polimeros amorfos, a exemplo do poliestireno ( Huang et al., 1993). Contudo, as blendas mecanicas de polipropileno com poliestireno sao incompativeis e, mesmo compatibilizadas, nao apresentam uma boa relagao entre a resistencia ao impacto e a rigidez (Okamoto et al., 1993). Em vista disto, alguns pesquisadores a exemplo de Okamoto (1993) e Huang (1994) sob o patrocinio da Himont U.S.A., Inc., desenvolveram alguns trabalhos visando a otimizagao deste sistema.

Em seu trabalho, Okamoto (1993) utilizou dois tipos de modificadores de impacto: copolimero de eteno/propeno (EPR) e um copolimero em bloco de estireno (SBC), bem como a combinacao dos dois copolimeros em blendas de PP/PS compatibilizadas com um copolimero PP/PS. Atraves da mensuragao das propriedades mecanicas de resistencia ao impacto e modulo de flexao destas misturas, Okamoto (1993) concluiu que o EPR e o SBC(styrenic block copolymer) sao modificadores de impacto adequados para blendas de PP/PS sendo que o SBC, como modificador de impacto, e mais efetivo que o EPR, porem, leva a menor rigidez e maiores custos. A teores superiores a 20% de EPR/SBC observa-se um efeito sinergetico na resistencia ao impacto, conservando aditiva a rigidez do sistema; o que pode ser explicado em virtude da possibilidade do SBC funcionar como um compatibilizante entre o PP o PS e a fase borrachosa de

PP/PS/EPR/SBC pode otimizar a relagao impacto/modulo de flexao da mistura a niveis similares aos apresentados pelo ABS ou pelas poliamidas, dando uma vasta gama de produtos comercializaveis em fungao dos custos e beneflcios obtidos.

Em Processos de transformacao, a exemplo da termoformagem, onde a reologia do fluxo do material "amolecido" e de fundamental importancia, a blenda compatibilizada de PP/PS, com alta resistencia do fundido, torna-se adequada a estas aplicagoes. Assim, Huang (1993) estudou as propriedades reologicas apresentadas pela blenda de PP/PS simples ou compatibilizada com um copolimero PP/PS chegando a conclusao de que o copolimero PP/PS atua como um eficiente agente interfacial entre o polipropileno e o poliestireno, conferindo a blenda compatibilizada caracteristicas reologicas distintas da blenda fisica nao compatibilizada. A resistencia do fundido da blenda compatibilizada de PP/PS (70:30) e praticamente o dobro do valor observado para a blenda nao compatibilizada.

Morais et al. (1997) estudaram a influencia da adicao de Kraton (um copolimero estireno/etileno/propileno) como compatibilizante da blenda polimerica polipropileno/poliestireno de alto impacto (PP/PSAI). Em seu trabalho, Morais (1997) avaliou a influencia da adicao de Kraton em teores variando de 0 - 15% em relagao a resina de PP nas propriedades destas blendas. Os produtos foram submetidos a caracterizacao mecanica (tracao, impacto), termica (DSC), termo-mecanica (HDT, MFI) e