Blendas poliméricas biodegradáveis de pla/phb compatibilizadas com argilas organofílicas

Abstract

O trabalho tem como objetivo descrever e analisar o efeito da adição da argila organofílica Cloisite 30B na compatibilização e propriedades de blendas poliméricas biodegradáveis de poli(ácido lático)/poli(hidroxibutirato) (PLA/PHB) aplicadas à área tecnológica, obtidas por meio de processamento no estado fundido. As blendas foram obtidas através de mistura no estado fundido utilizando um misturador interno do tipo Haake a 50 rpm e 180 °C, durante 7 min. Primeiramente, foi usado como variável a ordem de adição da argila nas diferentes fases para estabelecer sua influência na microestrutura das blendas e estabelecer a melhor rota de mistura. O PLA constituiu a fase majoritária dos sistemas, sendo que a razão entre as fases PLA/PHB foi de 70/30 (m/m). A argila Cloisite 30B foi escolhida como compatibilizante, sendo utilizada com as proporções de 1%, 3% e 5% para avaliação do melhor teor a ser utilizado. Após a obtenção, as blendas foram caracterizadas quanto as suas propriedades térmicas e mecânicas. Foi possível observar que, independente da rota de mistura, as blendas apresentaram boa estabilidade térmica e os resultados de calorimetria exploratória diferencial (DSC) mostram que a adição da argila auxilia na miscibilidade entre os polímeros quando utilizados teores de 3% e 5%. Além disso, é possível observar uma maior afinidade da argila com a fase de PHB através da análise de microscopia eletrônica de transmissão (MET). Por fim, foi visto que a argila auxiliou a compatibilização das blendas PLA/PHB pelo método de mistura direta proporcionando uma boa distribuição dos domínios e garantindo propriedades interessantes nesses materiais.

The aim of this work is to describe and analyze the effect of the addition of Cloisite 30B, organophilic clay, on the compatibilization and properties of biodegradable poly (lactic acid) / poly (hydroxybutyrate) blend (PLA/PHB) applied to the technological area. The blends were obtained by processing in the molten state using an internal Haake type mixer at 50 rpm and 180°C for 7 min. Firstly, the order of addition of the clay was varied in the different phases to establish its influence on the microstructure of the blends and establish the best mixing route. PLA constituted the majority phase of the systems, and the ratio between PLA/PHB phases was 70/30 (m/m). Cloisite 30B clay was chosen as a compatibilizer, and it was used in the proportions of 1%, 3% and 5% in order to evaluate the best content to be used. After the processing, the blends were characterized as their thermal and mechanical properties. It was possible to observe that, regardless of the mixing route, the blends presented good thermal stability and the results of differential scanning calorimetry (DSC) showed that the addition of the clay helps in the miscibility between the polymers when using 3% and 5% contents. In addition, it was possible to observe a higher affinity of the clay with the PHB phase through transmission electron microscopy (TEM) analysis. Finally, it was observed that the clay helped the compatibilization of the PLA / PHB blends by the direct mixing method, providing a good distribution of the domains and guaranteeing interesting properties in these materials.