Estudo e caracterização de misturas à base de TPEs

Abstract

Este trabalho ocorreu na empresa TMG – Tecidos Plastificados Outros Revestimentos para a Indústria Automóvel, S.A. que se dedica ao desenvolvimento de produtos para o interior de automóveis. Este estudo teve como objetivo a caraterização de misturas poliméricas à base de elastómeros termoplásticos para a extrusão de folha, tendo em vista entender que parâmetros permitem uma melhoria na dispersão dos seus constituintes. As misturas poliméricas definem-se como a junção de dois ou mais materiais poliméricos que, ao terem uma boa compatibilidade e consequente miscibilidade entre si, originam melhores propriedades mecânicas em relação aos valores de cada matéria-prima (valores intermédios) e revelam um custo mais reduzido comparativamente ao desenvolvimento de novos polímeros. Além disso, os elastómeros termoplásticos estão em ascensão na indústria automóvel devido à sua reciclabilidade e versatilidade. O desenvolvimento deste projeto incluiu três etapas: a extrusão de folha de dez misturas poliméricas diferentes, nas quais três delas têm como componente maioritário um elastómero termoplástico vulcanizado, quatro delas um elastómero termoplástico poliolefínico e três delas um elastómero termoplástico estirénico; a caraterização reológica e mecânica para a avaliação da dispersão das formulações e, por último, a discussão dos resultados e a comparação de todos os ensaios realizados. Os resultados obtidos permitiram identificar a mistura com uma melhor miscibilidade. Os ensaios de varrimento de frequências, ensaio de tração e da resistência à abrasão Taber revelam uma coerência de resultados para as misturas de elastómeros termoplásticos vulcanizados e elastómeros termoplásticos poliolefínicos; o ensaio de DSC não fornece, para estes materiais, informações acerca da miscibilidade; a realização de ensaios morfológicos, tais como a microscopia devem ser realizados para complementar estes ensaios. Através dos ensaios realizados, verificou-se que o fator propenderante para a avaliação da miscibilidade das misturas de TPVs e TPOs com PE é o maior peso molecular dos polietilenos e para a matriz de TPS é a afinidade química do polipropileno heterofásico.

This work was carried out at TMG - Tecidos Plastificados Outros Revestimentos para a Indústria Automóvel S.A, a company dedicated to the development of products for car interiors. This study aimed to characterize polymeric blends, based on thermoplastic elastomers for sheet extrusion, in order to improve the dispersion of their components. Polymeric blends are defined as the union of two or more polymeric materials that, by having a good compatibility and consequent miscibility between them, originate better mechanical properties regarding the values of each raw material (intermediate values) and show a lower cost compared to the development of new polymers. Furthermore, thermoplastic elastomers are becoming more popular in the automotive industry due to their recyclability and versatility. The development of this project included three stages: the sheet extrusion of ten different polymer blends, in which three of them have a vulcanized thermoplastic elastomer as the major component (four of them a polyolefin thermoplastic elastomer, and three of them a styrenic thermoplastic elastomer); the rheological and mechanical characterization to evaluate the dispersion of the formulations; and, finally, the discussion of the results and the comparison of all the tests performed. The results obtained enabled to identify the mixture with the best miscibility. The frequency sweep, tensile and Taber abrasion resistance tests show consistent results for the mixtures of vulcanized thermoplastic elastomers and polyolefin thermoplastic elastomers. The DSC test does not provide, for the polymer systems tested, information about the miscibility; morphological tests, such as microscopy, should be performed to complement these tests. Through the tests performed, it was found that the propenderant factor for evaluating the miscibility of the blends of TPVs and TPOs with PE is the higher molecular weight of the polyethylenes and for the TPS matrix is the chemical affinity of the heterophase polypropylene.