Desenvolvimento de nanocompósitos de blendas de poli (trimetileno tereftalato)/acrilonitrila butadieno estireno e nanotubos de carbono de paredes múltiplas para embalagens antiestática
Data
2020-06-26
Autores
Braga, Natalia Ferreira 
Orientadores
Passador, Fabio Roberto
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
The development of antistatic packaging to control electrostatic discharge in electronic devices is primordial to guarantee its quality and to avoid possible damage and losses. In this work, it was developed materials with possible application as antistatic packages based on a blend of poly (trimethylene terephthalate) (PTT) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS). As a compatibilizer agent, maleic anhydride grafted PTT (PTT-g-MA) was developed by reactive extrusion and and added to the system with a fixed content of 3 wt%. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were used as an antistatic agent aiming to make the blend an extrinsic conductor. In addition, to obtain a good dispersion and adhesion of the matrix/nanofiller, the functionalization of the CNT (CNTf) was carried out by treatment with nitric acid. The blends and the nanocomposites were prepared by melt mixing using an extruder. The influence of the addition of 0.5 and 1 wt% of CNT and CNTf on the thermal, mechanical, electrical, optical, barrier properties and on morphological characteristics of the PTT/PTT-g-MA/ABS blends was studied. Microscopy results showed that the CNTf presented better interfacial adhesion with the polymeric matrix, possibly due to the insertion of functional groups on its surface, confirmed by Fourier Transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Results of mechanical analysis showed that the addition of 20 wt% of ABS increases the impact strength of PTT by up to 50%. The addition of PTT-g-MA changed the formation of blend phase morphology, reducing the size of the dispersed phase ABS in the PTT matrix. The addition of 1 wt% of CNT decreased the electrical resistivity of the blend from 10+10 Ω.cm to 10+2 Ω.cm. On the other hand, the addition of 1 wt% of CNTf, reduced the electrical resistivity of the blend by 4 orders of magnitude. Thus, the PTT/PTT-g-MA/ABS/CNTf nanocomposite (80/20-1CNTf) is in the range of dissipative antistatic materials, being the most suitable composition for application in antistatic packaging for the transport and storage of electronic components.
O desenvolvimento de embalagens antiestáticas para controle da descarga eletrostática em produtos eletrônicos é de fundamental importância a fim de garantir a sua qualidade e evitar possíveis danos e prejuízos. Neste trabalho, foram desenvolvidos materiais com possíveis aplicações para embalagens antiestáticas a partir de uma blenda formada por poli (trimetileno tereftalato) (PTT) e acrilonitrila butadieno estireno (ABS). Como agente compatibilizante da blenda foi desenvolvido o PTT grafitizado com anidrido maleico (PTT-g-MA) por extrusão reativa e adicionado ao sistema com teor fixo de 3% em massa. Nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) foram utilizados como agente antiestático a fim de tornar a blenda um condutor extrínseco. Além disso, visando a boa dispersão e adesão com a matriz polimérica, foi feita a funcionalização do NTC (NTCf) por tratamento com ácido nítrico. As blendas e os nanocompósitos foram preparados por mistura mecânica no fundido utilizando uma extrusora. Foi estudada a influência da adição de 0,5 e 1% em massa de NTC e NTCf nas propriedades térmicas, mecânicas, elétricas, ópticas, de permeabilidade e nas características morfológicas das blendas PTT/PTT-g-MA/ABS. Resultados de microscopia mostraram que o NTCf apresentou melhor adesão interfacial com a matriz polimérica, possivelmente devido a inserção de grupos funcionais na sua superfície, comprovada por análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e espectroscopia de fotoelétrons por raios-X (XPS). Resultados de ensaios mecânicos mostraram que a adição de 20% em massa de ABS aumentou a resistência ao impacto do PTT em até 50%. A adição de PTT-g-MA causou modificações na formação na morfologia de fases das blendas, reduzindo o tamanho da fase dispersa ABS na matriz de PTT. A adição de 1% em massa de NTC diminuiu a resistividade elétrica da blenda de 10+10 Ω.cm para 10+2 Ω.cm. Por outro lado, a adição de 1% em massa de NTCf, reduziu a resistividade elétrica da blenda em 4 ordens de grandeza. Assim, o nanocompósito PTT/PTT-g-MA/ABS/NTCf (80/20-1NTCf) encontra-se na faixa de materiais antiestáticos dissipativos, sendo a composição mais adequada para aplicação em embalagens antiestáticas para o transporte e armazenamento de componentes eletrônicos.
O desenvolvimento de embalagens antiestáticas para controle da descarga eletrostática em produtos eletrônicos é de fundamental importância a fim de garantir a sua qualidade e evitar possíveis danos e prejuízos. Neste trabalho, foram desenvolvidos materiais com possíveis aplicações para embalagens antiestáticas a partir de uma blenda formada por poli (trimetileno tereftalato) (PTT) e acrilonitrila butadieno estireno (ABS). Como agente compatibilizante da blenda foi desenvolvido o PTT grafitizado com anidrido maleico (PTT-g-MA) por extrusão reativa e adicionado ao sistema com teor fixo de 3% em massa. Nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) foram utilizados como agente antiestático a fim de tornar a blenda um condutor extrínseco. Além disso, visando a boa dispersão e adesão com a matriz polimérica, foi feita a funcionalização do NTC (NTCf) por tratamento com ácido nítrico. As blendas e os nanocompósitos foram preparados por mistura mecânica no fundido utilizando uma extrusora. Foi estudada a influência da adição de 0,5 e 1% em massa de NTC e NTCf nas propriedades térmicas, mecânicas, elétricas, ópticas, de permeabilidade e nas características morfológicas das blendas PTT/PTT-g-MA/ABS. Resultados de microscopia mostraram que o NTCf apresentou melhor adesão interfacial com a matriz polimérica, possivelmente devido a inserção de grupos funcionais na sua superfície, comprovada por análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e espectroscopia de fotoelétrons por raios-X (XPS). Resultados de ensaios mecânicos mostraram que a adição de 20% em massa de ABS aumentou a resistência ao impacto do PTT em até 50%. A adição de PTT-g-MA causou modificações na formação na morfologia de fases das blendas, reduzindo o tamanho da fase dispersa ABS na matriz de PTT. A adição de 1% em massa de NTC diminuiu a resistividade elétrica da blenda de 10+10 Ω.cm para 10+2 Ω.cm. Por outro lado, a adição de 1% em massa de NTCf, reduziu a resistividade elétrica da blenda em 4 ordens de grandeza. Assim, o nanocompósito PTT/PTT-g-MA/ABS/NTCf (80/20-1NTCf) encontra-se na faixa de materiais antiestáticos dissipativos, sendo a composição mais adequada para aplicação em embalagens antiestáticas para o transporte e armazenamento de componentes eletrônicos.