Efecto de recocido sobre las propiedades mecánicas, térmicas y termomecánicas del PCL
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i12.10764Palabras clave:
Policaprolactona; Recocido; Propiedades.Resumen
El mercado de polímeros biodegradables ha aumentado rápidamente y la policaprolactona (PCL) ha surgido como una opción interesante para la industria de los polímeros y la comunidad científica. El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de recocido sobre las propiedades mecánicas (impacto, tracción, flexión y dureza), termomecánicas (temperatura de deflexión térmica (HDT) y temperatura de ablandamiento Vicat (VST)) y térmicas (calorimetría diferencial de barrido (DSC) y termogravimetría (TG)) en muestras inyectadas con PCL. El módulo elástico, la resistencia a la tracción, la dureza Shore D, HDT, VST y la estabilidad térmica se mejoraron después del recocido a 50ºC; mientras que la resistencia al impacto y el alargamiento a la rotura disminuyeron. En general, el recocido ha aumentado el rendimiento del PCL y puede considerarse como una metodología próspera en la manipulación de propiedades deseadas para aplicaciones específicas.
Citas
Achla, Maiti, S. N., & Jacob, J (2017). Post-yield fracture correlations to morphological and micromechanical response of poly(ε-caprolactone)-based biocomposites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 31 (5), 575-597.
Arraiza, A. L., Sarasua, J. R., Verdu, J., & Collin, X (2007). Rheological behavior and modeling of thermal degradation of poly(∊-caprolactone) and poly(L-lactide). International Polymer Processing, 22 (5), 389-394.
Ausejo, J. G., Pérez, J. G., Balart, R., Lagarón, J. M., & Cabedo, L (2019). Effect of the addition of sepiolite on the morphology and properties of melt compounded PHBV/PLA blends. Polymer Composites, 40 (1), 156-168.
Aurrekoetxea, J., Sarrionandia, M.A., Urrutibeascoa, I., & Maspoch, M.L (2001). Effects of recycling on the microstructure and the mechanical properties of isotactic polypropylene. Journal of Materials Science, 36 (11), 2607–2613.
Bessel, T.J., Hull, D., & Shortall, J.B (1975). The effect of polymerization conditions and crystallinity on the mechanical properties and fracture of spherulitic nylon 6. Journal of Materials Science, 10 (6), 1127–1136.
Bezerra, E. B., França, D. C., Morais, D. D. S., Silva, I. D. S., Siqueira, D. D., & Araújo, E. M (2019). Compatibility and characterization of Bio-PE/PCL blends. Polímeros, 29 (2), e2019022.
Bezerra, E. B., França, D. C., Morais, D. D. S., Siqueira, D. D., Araújo, E. M., & Wellen, R. M. R (2019). Toughening of bio-PE upon addition of PCL and PEgAA. REM, Int. Eng. J., 72 (3), 469-478.
Bezerra, E. B., França, D. C., Morais, D. D. S., Araújo, E. M., Rosa, M F., & Oliveira, A. D. (2015). Estudo das propriedades mecânicas e termomecânicas de compósitos de Poli(ɛ-caprolactona)/Nanolínter. REMAP, 10 (1), 16-20.
Brito, G. F., Agrawal, P., Araújo, E. M., & Mélo, T. J. A. (2011). Biopolímeros, polímeros biodegradáveis e polímeros verdes. REMAP. 6 (2), 127-139.
Campos, A., Marconato, J. C., & Franchetti, S. M. M. (2010). Biodegradação de filmes de PP/PCL em solo e solo com chorume. Polímeros, 20 (4), 295-300.
Coltelli, M. B., Mallegni, N., Rizzo, S., Cinelli, P., & Lazzeri, A. (2019). Improved impact properties in poly(lactic acid) (PLA) blends containing cellulose acetate (CA) prepared by reactive extrusion. Materials, 12 (1), 1-20.
Ferreira, E. S. B., Luna, C. B. B., Araújo, E.M., Siqueira, D.D., & Wellen, R. M. R. (2019). Polypropylene/wood powder composites: Evaluation of PP viscosity in thermal, mechanical, thermomechanical, and morphological characters. Journal of Thermoplastic Composite Materials. Epub ahead of print 09 October 2019. DOI: 10.1177/0892705719880958.
Glontin, M., Rahalkar, R. R., Hendra, P. J., Cudby, M. E. A., & Willis, H. A. (1981). Some crystallization kinetics of isotactic polypropylene. Polymer, 22 (6), 731-735.
Han, J. L., Lai, S. M., & Chiu, Y. T. (2018). Two‐way multi‐shape memory properties of peroxide crosslinked ethylene vinyl‐acetate copolymer (EVA)/polycaprolactone (PCL) blends. Polymers Advanced Technologies, 29 (7), 2010-2024.
Harris, A. M. & Lee, E. C. (2008). Improving mechanical performance of injection molded PLA by controlling crystallinity. Journal Applied Polymer Science, 107 (4), 2246-2255.
Heidbreder, L. M., Bablok, I., Drews, S., & Menel, C. (2019). Tackling the plastic problem: A review on perceptions, behaviors, and interventions. Science of The Total Environment, 668 (6), 1077-1093.
Jeon, J. S., Han, D. H., & Shin, B. Y. (2018). Improvements in the rheological properties, impact strength, and the biodegradability of PLA/PCL blend compatibilized by electron-beam irradiation in the presence of a reactive agent. Advances in Materials Science and Engineering, 1 (1), 5316175.
Lemstra, P. J., Schouten, A. J., & Challa, G. (1974). Secondary crystallization of isotactic polystyrene. Journal of Polymer Science: Polymer Physics, 12 (8), 1565-1574.
Lima, J. C. C., Araújo, E. A. G., Agrawal, P. & Mélo, T. J. A. (2019). PLA/SEBS bioblends: Influence of SEBS content and of thermal treatment on the impact strength and morphology. Macromolecular Symposia, 383 (1), 1700072.
Lima, J. C. C. (2016). Blendas de poli (ácido lático) com copolímero tribloco de estireno-etileno/butileno- estireno. Masters dissertation, Federal University of Campina Grande, Paraíba, Brazil, p. 125.
Luna, C. B. B., Siqueira, D. D., Araújo, E. M., & Wellen, R. M. R. (2019a). Tailoring PS/PPrecycled blends compatibilized with SEBS. Evaluation of rheological, mechanical, thermomechanical and morphological characters. Materials Research Express, 6 (7), 075316.
Luna, C. B. B., Siqueira, D. D., Ferreira, E. S. B., Araújo, E. M., & Wellen, R. M. R. (2019b). Reactive compatilization of PCL/WP upon addition of PCL-MA. Smart option for recycling industry. Materials Research Express, 6 (12), 125317.
Luna, C. B. B., Ferreira, E. S. B., Siqueira, D. D., Silva, W. A., Araújo, E. M., & Wellen, R. M. R. (2019c) Tailoring performance of PP/HIPS/SEBS through blending design. Materials Research Express, 6 (11), 115321.
Luna, C. B. B., Siqueira, D. D., Araújo, E. M., & Wellen, R. M. R. (2019d) Tailoring PS/PPrecycled blends compatibilized with SEBS. Evaluation of rheological, mechanical, thermomechanical and morphological characters. Materials Research Express, 6 (7), 075316.
Luna, C. B. B., Silva, D. F., & Araújo, E. M. (2015) Estudo do comportamento de blendas de poliamida 6/resíduo de borracha da indústria de calçados. Revista Univap, 20(36), 98-110.
Marinho, V. A. D., Almeida, T. G., Carvalho, L. H., & Canedo, E. L. (2018). Aditivação e biodegradação de compósitos PHB/babaçu. REMAP, 13 (1), 37-41.
Merabet, S., Rouanah, F., & Fois, M. (2019). Heat treatment of isotactic polypropylene: the effect of free quenching from the melt state. International Journal of Polymer Analysis and Characterization, 24 (4), 313-325.
Moharir, R. V., & Kumar, S. (2019) Challenges associated with plastic waste disposal and allied microbial routes for its effective degradation: A comprehensive review. Journal of Cleaner Production, 208 (1), 65-7620.
Morais, D. D. S., França, D. C., Araújo, E. M., Carvalho, L. H., Wellen, R. M. R., Oliveira, A. D., & Mélo, T. J. A. (2019). Tayloring PS/PCL blends: characteristics of processing and properties. REM, Int. Eng. J., 72 (1), 87-95.
Morais, D. D. S., Siqueira, D. D., Luna, C. B. B., Araújo, E. M., Bezerra, E. B., & Wellen, R. M. R. (2019). Grafting maleic anhydride onto polycaprolactone: influence of processing. Materials Research Express, 6 (5), 055315.
Okan, M., Aydin, H. M., & Barsbay, M. (2019). Current approaches to waste polymer utilization and minimization: a review. Journal Chemical Technology and Biotechnology, 94 (1), 8-21.
Oyama, H. T. (2009). Super-tough poly(lactic acid) materials: Reactive blending with ethylene copolymer. Polymer, 50 (3), 747-751.
Perego, G., & Cella, G. D. (2010). Mechanical Properties, in: Poly(lactic acid): Synthesis, Structures, Properties, Processing, and Applications, John Wiley & Sons.
Pereira, R. B., & Morales, A. R. (2014) Estudo do comportamento térmico e mecânico do PLA modificado com aditivo nucleante e modificador de impacto. Polímeros, 24 (2), 198-202.
Palsikowski, P. A., Kuchnier, C. N., Pinheiro, I. F., & Morales, A. R. (2018). Biodegradation in soil of PLA/PBAT blends compatibilized with chain extender. Journal of Polymers and the Environment, 26 (1), 330–341.
Reul, L. T. A., Carvalho, L. H., & Canedo, E. L. (2017). Características reológicas e térmicas de compósitos policaprolactona/babaçu. REMAP, 12 (3), 174-182.
Rossino, L. S., Oliveira, R. C., Ferreira, R., Moreto, J. A., Manfrinato, M. D., & Paiva, J. M. F. (2019) Estudo comparativo da resistência à flexão da madeira plástica, fibra de madeira de densidade média, pinus e polipropileno submetidos aos condicionamentos de secagem, saturação de umidade e radiação UV. REMAP, 14 (1), 11-18.
Rusu, M., Ursu, M., & Rusu, D. (2006). Poly(vinyl chloride) and poly(e-caprolactone) blends for medical use. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 19 (2), 173-190.
Rusayyis, M. A. B., Schiraldi, D., & Maia, J. (2018). Property/morphology relationships in SEBS- compatibilized HDPE/poly (phenylene ether) blends. Macromolecules, 51 (16), 6513-6523.
Salehiyan, R., Yussuf, A. A., Hanani, N. F., Hassan, A., & Akbari, A. (2015) Polylactic acid/polycaprolactone nanocomposite: Influence of montmorillonite and impact modifier on mechanical, thermal, and morphological properties. Journal of Elastomers & Plastics, 47 (1), 69-87.
Silva, M. C., Oliveira, S. V., & Araújo, E. M. (2014) Propriedades mecânicas e térmicas de sistemas de PLA e PBAT/PLA. REMAP, 9 (2), 112-117.
Silva, I. D. S., Jaques, N. G., Barros, J. J. P., Almeida, D. E. O., Lima, E. P. N., Araújo, R. N., Cerqueira, G. R. C., Pereira, C. A. B., Silva, A. F. P., Nepomuceno, N. C., Cesario, L. V., Siqueira, D. D., & Wellen, R. M. R. (2019) Clever use of PCL as kinetic controller in PBT/PCL blends. Materials Research Express, 6 (11), 115313.
Siqueira, D. D., Luna, C. B. B., Ferreira, E. S. B., Araújo, E. M., & Wellen, R. M. R. (2020). Tailored PCL/Macaíba fiber to reach sustainable biocomposites. Journal of Materials Research and Technology, 9 (5), 9691-9708.
Siqueira, D. D., Luna, C. B. B., Araújo, E. M., Ferreira, E. S. B., & Wellen, R. M. R. (2019). Biocomposites based on PCL and macaiba fiber. Detailed characterization of main properties. Materials Research Express, 6(9), 095335.
Siqueira, D. D., Luna, C. B. B., Morais, D. D. S., Araújo, E. M., França, D. C., & Wellen, R. M. R. (2018). Efeito das variáveis reacionais na síntese de um polímero biodegradável funcionalizado: PCL-g-MA. Matéria (Rio J.), 23 (4), e-12252.
Siqueira, D. D., Morais, D. D. S., Araújo, E. M., Luna, C. B. B., & Wellen, R. M. R. (2017). Otimização da funcionalização de um polímero biodegradável utilizando planejamento fatorial. REMAP, 12 (3), 192-198.
Vogelsanger. N., Formolo, M.C., Pezzin,A. P. T., Schneider, A. L. S., Furlan, S. A., Bernardo, H,P., Pezzin, S.H., Pires, A. T., & Duek, E. A. R. (2003). Blendas biodegradáveis de poli(3-hidroxibutirato)/poli(e-caprolactona): obtenção e estudo da miscibilidade. Materials Research, 6 (3), 359-365.
Yang, H., Yin, W., Zhang, X., Cai, Z., Wang, Z., & Cheng, R. (2005). Observation of the concentric diffractive banding on the spherulites of poly(ethylene oxide) by a dynamic method. Journal Applied Polymer Science, 96 (6), 2454-2458.
Xu, Z., Dai, X., & Chai, X. (2018) Effect of influent pH on biological denitrification using biodegradable PHBV/PLA blends as electron donor. Biochemical Engineering Journal, 131 (3), 24-30.
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