Characterization of low-density polyethylene films incorporated with different concentrations of montmorillonite

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7914

Palavras-chave:

Nanocomposto; Argila; Matriz polimérica.

Resumo

Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da incorporação de diferentes concentrações de montmorilonita em filmes de polietileno de baixa densidade. A incorporação do nanocomposto Cloisite® 10A nos filmes foi realizada utilizando-se uma extrusora modular mono rosca. Após a incorporação de seis concentrações de argila montmorilonita organofílica (0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 e 3,0%, p / p) aos filmes, suas propriedades ópticas, mecânicas (resistência à tração, elongação e módulo de Young) e de barreira a gás (CO2 ) foram investigadas. O grau de esfoliação foi avaliado através da análise de difração de raios-X. A incorporação de nanopartículas de montmorilonita aumentou a opacidade dos filmes. Quanto às propriedades mecânicas, os filmes incorporados com montmorilonita apresentaram redução nos valores de resistência à tração e elongação, enquanto o módulo de elasticidade não apresentou diferença significativa. Eles também mostraram aumento na permeabilidade a CO2. A análise de difração de raios X não constatou formação de nanocompósitos. Observou-se, portanto, que os filmes tiveram suas propriedade afetadas com a incorporação da argila montmorilonita.

Biografia do Autor

Lara Bueno Coelho, Universidade Federal de Goiás

Engenheira de alimentos.

Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Goiás, Brasil(2013)
Assistente em Administração do Instituto Federal Goiano , Brasil

Robson Maia Geraldine, Universidade Federal de Goiás

Graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Goiás (1997), mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2000) e doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2004). Atualmente é professor da Universidade Federal de Goiás.

Miriam Fontes Araujo Silveira, Universidade Federal de Goiás

Possui graduação em ENGENHARIA DE ALIMENTOS pela Universidade Federal de Viçosa - UFV (1980), mestrado (1984) e doutorado (2005) em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela UFV. Atualmente é Professor Adjunto da Universidade Federal de Goiás (UFG).

Maria Célia Lopes Torres, Universidade Federal de Goiás

Graduação em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (1980), mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (1984) e doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2002). Pós-Dourado em Ciência de Alimentos pela Universidade Federal de Viçosa (2012). Docente da Universidade Federal de Goiás.

Adriana Régia Marques de Souza, Universidade Federal de Goiás

Graduação em Engenharia Química pela Universidade do Estado de Minas Gerais (2000), mestrado em Ciências dos Alimentos pela Universidade Federal de Lavras (2003) e doutorado em Energia na Agricultura e Meio Ambiente pelo Centro de Energia Nuclear na Agricultura (2007). Professor Associado III da Universidade Federal de Goiás.

Luciana Reis Fontinelle Souto, Universidade Federal de Goiás

Possui doutorado em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Santa Catarina (2016), mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Goiás (2011) e Graduação em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal de Goiás (2008)

Referências

American Society for Testing and Materials (ASTM). (2009). Standard test method for determining gas permeability characteristics of plastic film and sheeting - D1434-82. In: Annual book of ASTM standards. Philadelphia: ASTM.

American Society for Testing and Materials (ASTM). (2010). Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting - D882-10. In: Annual book of ASTM standards. Philadelphia: ASTM.

Araújo, E. M. et al. (2006). Preparação de argilas organofílicas e desenvolvimento de nanocompósitos com matrizes poliméricas de polietileno e nylon6. Parte 1: Comportamento mecânico. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 16(1): 38-45.

Arndt, A. et al. (2017). Avaliação das propriedades físico-químicas de nanocompósitos de polietileno linear de baixa densidade e montmorilonitaorganofílica obtidos por extrusão. Matéria, 22(1): suplemento 1.

Barbalho, G. H. A. (2018). Incorporação de montmorilonita organofílica em termoplásticos para a produção de nanocompósitos. Holos, 34(1): 02-15.

Baruel, A. F. et al. (2018). Organofilização e silanização de argila bentonita. Quimica Nova, 41(2): 134-139.

Chaudhry, Q. et al. (2008). Applications and implications of nanotechnologies for the food sector. Food Additives and Contaminants, 25(3): 241-258.

Decker, J. J. et al. (2015). Polyethylene-based nanocomposites containing organoclay: A new approach to enhance gas barrier via multilayer coextrusion and interdiffusion. Polymer, 61(20): 42-54.

Deshmanea, C.; Yuana, Q. & Misra, R. D. K. (2007). High strength–toughness combination of melt intercalated nanoclay-reinforced thermoplastic olefins. Materials Science and Engineering, 460: 277-287.

Dutta, A. & Singh, N. (2015). Surfactant-modified bentonite clays: preparation, characterization, and atrazine removal. Environmental Science and Pollution Research, 22(5): 3876-3885.

Fornes, T.D. et al. (2001). Nylon 6 nanocomposites: the effect of matrix molecular weight. Polymer, 42(25): 9929-9940.

Frounchi, M. et al. (2006). Gas barrier properties of PP/EPDM blend nanocomposites. Journal of Membrane Science, 282(1-2): 142-148.

Ghasemi, H. et al. (2012). Properties of PET/Clay nanocomposite films. Polymer Engineering and Science, 52(2): 420-430.

Golebiewski, J. et al. (2008). Low density polyethylene montmorillonite nanocomposites for film blowing. European Polymer Journal, 44(2): 270-286.

Hong, S. I. & Rhim, J. W. (2012). Preparation and properties of melt-intercalated linear low density polyethylene/clay nanocomposite films prepared by blow extrusion. LWT - Food Science and Technology, 48(1): 43-51.

Jorge, N. Embalagens para alimentos. São Paulo: Cultura Acadêmica, 2013. 194p.

Khalili, S.; Massomi, M. & Bagheri, R. (2013). The effect of organo-modified montmorillonite on mechanical and barrier properties of linear low-density polyethylene/low-density polyethylene blend films. Journal of Plastic Film and Sheeting, 29(1): 39-55.

Liu, S. P. & Tu, L. C. (2011). Studies on mechanical properties of dispersing intercalated silane montmorillonite in low density polyethylene matrix. International Communications in Heat and Mass Transfer, 38(7): 879-886.

Luduena, L. N.; Alvarez, V. A. & Vasquez, A. (2007). Processing and microstructure of PCL/clay nanocomposites. Materials Science and Engineering: A, 460: 121-129.

Mali, S.; Grossmann; M. V. E. & Yamashita, F. (2010). Starch films: production, properties and potential of utilization. Semina: Ciências Agrárias, 31(1): 137-151.

Melito, H. S. & Daubert, C. R. (2011). Rheological innovations for characterizing food material properties. Annual Reviews of Food Science and Technology, 2(1):153-179.

Morales, A. R.; Cruz, C. V. M. & Peres, L. (2010). Nanocompósitos de PEAD/PEBDL - Avaliação da esfoliação da argila organofílica pela aplicação do modelo de Nielsen e das propriedades mecânicas, ópticas e permeabilidade. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 20(1): 39-45.

Morelli, F. C. & Filho, A. R. (2010). Nanocompósitos de polipropileno e argila organofílica: difração de raio X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e permeação ao vapor d’água. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 20(2): 121-125.

Nikkahah, S. J. et al. (2009). Investigation of properties of polyethylene/clay nanocomposites prepared by new in situ Ziegler-Natta catalyst. Materials & Design, 30(7): 2309-2315.

Osman, M. A.; Ploetze, M. & Suter, U. W. (2003). Surface treatment of clay minerals-thermal stability, basal-plane spacing and surface coverage. Journal of Materials Chemistry, 13(9): 2359-2366.

Paiva, L. B.; Morales, A. R. & Díaz, F. R. V. (2008). Argilas organofílicas: características, metodologias de preparação, compostos de intercalação e técnicas de caracterização. Cerâmica, 54(330): 213-226.

Paiva, L. B.; Morales, A. R. & Guimarães, T. R. (2006). Propriedades mecânicas de nanocompósitos de polipropileno e montmorilonita organofílica. Polímeros, 16(2): 136-140.

Paul, M. A. et al. (2003). New nanocomposite materials based on plasticized poly(L-lactide) and organomodified montmorillonites: thermal and morphological study. Polymer, 44(2): 443-450.

Pegoretti, A.; Dorigato, A. & Penati, A. (2007). Tensile mechanical response of polyethylene -clay nanocomposites. Express Polymer Letters, 1(3):123-131.

Romanzini, D. et al. (2017). Effect of sonication and clay content on the properties of unsaturated polyester/montmorillonite nanocomposites. Journal of Composite Materials, 51(2): 187-197.

Sánchez-Solís, A. et al. (2004). Mechanical and rheological studies on polyethylene terephthalate-montmorillonite nanocomposites. Polymer Engeneering Science, 44(6): 1094-1102.

Sanguansri, P. & Augustin, M.A. (2006). Nanoscale materials developments - a food industry perspective. Trends Food Science and Technology, 17(10):547-556.

Silva, S.M. L. et al. (2011). Efeito de diferentes tipos de argilas e modificadores orgânicos na morfologia e propriedades térmicas dos nanocompósitos de PET. Polímeros, 21(3): 195-203.

Silvestre, C.; Duraccio, D. & Cimmino, S. (2011). Food packaging based on polymer nanomaterials. Progress in Polymer Science, 36(12): 1766-1782.

Statsoft Inc. Statistica: data analysis software system, version 7. 2004.

Zehetmeyer, G. et al. (2012). Evaluation of polypropylene/montmorillonite nanocomposites as food packaging material. Polymer Bulletin, 68(8): 2199-2217.

Zhong,Y. et al. (2007). Mechanical and oxygen barrier properties of organoclay-polyethylene nanocomposite films. Polymer Engineering and Science, 47(7): 1101-1107.

Zhou, B. et al. (2012). Effect of montmorillonite on orientation of drawn polypropylene films. Journal of Applied Polymer Science, 123(6): 3321-3330.

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Publicado

03/09/2020

Como Citar

COELHO, L. B. .; GERALDINE, R. M. .; SILVEIRA, M. F. A. .; TORRES, M. C. L. .; SOUZA, A. R. M. de .; SOUTO, L. R. F. . Characterization of low-density polyethylene films incorporated with different concentrations of montmorillonite. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 9, p. e696997914, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i9.7914. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/7914. Acesso em: 22 nov. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas