BRPI1101225A2 - composiÇço de material compàsito termoplÁstico, produto compàsito termoplÁstico e mÉtodo para sua produÇço - Google Patents
composiÇço de material compàsito termoplÁstico, produto compàsito termoplÁstico e mÉtodo para sua produÇço Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI1101225A2 BRPI1101225A2 BRPI1101225-0A BRPI1101225A BRPI1101225A2 BR PI1101225 A2 BRPI1101225 A2 BR PI1101225A2 BR PI1101225 A BRPI1101225 A BR PI1101225A BR PI1101225 A2 BRPI1101225 A2 BR PI1101225A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- thermoplastic composite
- composite material
- material according
- coupling agent
- composition
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 25
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 11
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 8
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 6
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 6
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 5
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 4
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004614 Process Aid Substances 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 3
- 230000003711 photoprotective effect Effects 0.000 claims description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 claims 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims 2
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 3
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 3
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000007705 chemical test Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
- B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
COMPOSIÇçO DE MATERIAL COMPàSITO TERMOPLÁSTICO, PRODUTO COMPàSITO TERMOPLÁSTICO E MÉTODO PARA SUA PRODUÇçO. A presente invenção refere-se a uma composição de.material plástico para extrusão de perfil composto por material termoplástico em combinação com outros componentes e agentes de carga. A presente invenção também se refere a um produto compósito termoplástico obtido a partir da extrusão da composição de material termoplástico e a um método para produção do referido produto compósito.
Description
COMPOSIÇÃO DE MATERIAL COMPÓSITO TERMOPLÁSTICO, PRODUTO COMPÓSITO TERMOPLÁSTICO E MÉTODO PARA SUA PRODUÇÃO
A presente invenção refere-se a uma composição de material plástico para extrusão de perfil composto por material termoplástico em combinação com outros componentes e agentes de carga. A presente invenção também se refere a um produto compósito termoplástico obtido a partir da extrusão da composição de material termoplástico e a um método para produção do referido produto compósito. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A indústria de transformação, em particular a indústria de plásticos proporciona uma variedade de produtos os quais vêm, com o contínuo melhoramento, apresentando características apropriadas para a substituição de inúmeros materiais tradicionalmente utilizados na produção de bens e produtos. Materiais como a madeira, por exemplo, já podem ser substituídos com grande aceitação por uma série de materiais compósitos amplamente difundidos.
Materiais compósitos são definidos como materiais formados de dois ou mais constituintes com distintas composições, estruturas e propriedades e que estão separados por uma interface. O objetivo principal em se produzir compósitos é de combinar diferentes materiais para produzir um único dispositivo com propriedades superiores às dos componentes unitários. Dessa forma, compósitos com finalidades ópticas, estruturais, elétricas, opto- eietrônicas, químicas e outras são facilmente encontrados em modernos dispositivos e sistemas (Referência: Laboratório de Engenharia de Polímeros e Compósitos da UFMG - http://www.demet.ufmg.br/ docentes/rodrigo/ compositos.htm).
Com isso é possível projetar um material tendo em vista a sua necessidade de utilização, ou seja, se for desejado obter um produto compósito com características de resistência estrutural e isolamento termo-acústico, pode- se então reunir materiais que somados em um produto compósito externem tais características.
Um ponto importante no que tange aos compósitos é que possibilitam agregar materiais que gerados a partir de descarte de outros processos industriais, por exemplo, materiais plásticos e borrachas descartadas podem ser reconduzidos a um processo produtivo na forma de carga; papel e papelão descartados podem ser transformados em polpa novamente e moldados na forma de outros produtos que vão desde estruturas modulares para móveis até proporcionar fibras para estruturas de painéis compósitos. Então, uma característica importante para os materiais compósitos é a reciclagem.
O estado da técnica proporciona uma série de ensinamentos relacionados ao campo tecnológico dos compósitos, a saber:
O documento de patente US2010319144 refere-se a compósito de material plástico estrutural possuindo uma seção de trama posicionada ao longo de um eixo horizontal e pelo menos uma seção de flange disposta ao longo do eixo horizontal, paralela e integralmente moldada de forma a se encaixar em uma superfície de topo ou de fundo da seção de trama em que o compósito é formado por uma mistura de (A) polietileno de alta densidade (B) material de fibra revestido com termoplástico, poliestireno ou uma combinação destes materiais.
O documento US acima citado é ilustrativo da técnica de compósitos em que um material pode ser produzido a partir da demanda a qual se destina no caso a construção civil, entretanto, no dito documento não são previstas a introdução de materiais de descarte de outro processo produtivo.
O documento de patente EP2216365 refere-se ao emprego de materiais de descarte na produção de outros materiais compósitos utilizáveis dentro das técnicas de extrusão e moldagem correntes gerando assim produtos "verdes" e com características comparáveis aos materiais já existentes.
O documento de patente acima mencionado é bastante ilustrativo do emprego de materiais de descarte para uso na produção de novos materiais compósitos, úteis e tidos como produtos "verdes", ou seja, que contribuem para redução do dano ambiental. Basicamente, o documento ensina a produzir materiais compósitos a partir do reciclo do papel do papelão, que se por um lado é uma característica pertinente da presente invenção, por outro a técnica ensinada está limitada a produtos de papel/papelão.
O documento de patente CN101698750 refere-se a um material de madeira plástica que é caracterizado por um material compósito de baixo peso que compreende uma mistura que consiste de uma carga inorgânica, uma carga orgânica, uma resina termoplástica, um modificador compósito de éster de álcool polihídrico amino terminal e uma mistura de hidrocarboneto graxo- resina e a razão em peso dos componentes é de 5-30 partes de carga inorgânica, 20-80 partes de carga orgânica, 20-50 partes de resina termoplástica, 3-5 partes de modificador compósito de éster de álcool polihídrico amino terminal e 3-6 partes de mistura de hidrocarboneto graxo- resina em que a carga inorgânica é uma ou mais dentre carbonato de cálcio, caolim, talco, cinzas, pérolas de vidro e a carga orgânica compreende fibras de madeira ou fibras de plantas não madeiras.
O produto acima ensinado possui uma alta taxa de reciclo e boas características de processamento, entretanto, não são conhecidas suas características quando de produto acabado, o que pode ser extremamente Iimitativo do escopo da dita invenção. OBJETIVO DA INVENÇÃO
A presente invenção tem como objetivo proporcionar um material compósito termoplástico e um produto feito a partir da extrusão do referido material compósito termoplástico em que as características de resistência mecânica, maior agregação de carga, tensão de ruptura, menor taxa de absorção de água, entre outras sejam proporcionadas pela adição de agentes de acoplamento apropriado ao termoplástico em uso em função da melhora na interface matriz/fibra.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
A Figura 1 ilustra um gráfico comparativo das propriedades de tração (ASTM D638-08) do compósito da presente invenção;
A Figura 2 ilustra um gráfico comparativo das propriedades de flexão (ASTM D790-07) do compósito da presente invenção;
A Figura 3 ilustra um gráfico comparativo das propriedades de compressão (ASTM D6708-09) do compósito da presente invenção;
A Figura 4 ilustra um gráfico comparativo das propriedades de dureza (ASTM2240/09) do compósito da presente invenção; A Figura 5 ilustra um gráfico comparativo das propriedades de
densidade (ASTM2240/09) do compósito da presente invenção;
A Figura 6 ilustra um gráfico comparativo das propriedades de impacto (ASTM 1238/09) do compósito da presente invenção;
A Figura 7 ilustra um gráfico comparativo das propriedades de absorção de água (ABNT NBR 14810-03) do compósito da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A composição de material termoplástico - De acordo com a presente invenção, uma composição de material compósito termoplástico compreende um material termoplástico, um material de fibras vegetais, um agente de acoplamento e aditivos
O material termoplástico compreende um polímero poliolefinico, como por exemplo o polietileno de alta densidade; o material de fibras vegetais compreende farinha de madeira composta por uma mistura de pós de madeiras, como por exemplo, misturas dos pós de madeiras pinus e araucária. O agente de acoplamento compreende anidrido maleico grafitizado no termoplástico em uso.
De acordo com a presente invenção a composição de material termoplástico compreende, em termos de percentuais em peso, uma mistura de:
• de 20 a 50% de material reciclado de polietileno de alta densidade;
• 20 a 50% de farinha de madeira da espécie de pinus;
• 10a 40% de talco; e
• 1 a 5% de aditivos como agentes compatibilizantes (anidrido maleico), e/ou retardante de chamas, e/ou protetivos termo-oxidativos, e/ou foto- protetivos, e/ou anti-fungicidas e auxiliares de processos.
O método de obtenção - De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método para obtenção de um produto de material compósito termoplástico que compreende as etapas de:
• Homogeneização - a composição é misturada por atrito até atingir homogeneização a uma temperatura de 90 a 1100C para posterior resfriamento;
• Granulação - granulação da mistura através da extrusão em dupla rosca para formação de pellets; e
• Extrusão - Após a granulação, o material passa por uma segunda extrusora que dará forma ao perfil.
De acordo com a presente invenção, a adição de agente de acoplamento na etapa de homogeneização tem como objetivo a melhora da interação da matriz polimérica do compósito e a fibra. O agente de acoplamento age modificando a natureza da fibra por meio de esterificação da celulose junto à matriz poliolefinica promovendo uma ligação antes dificultada em função da natureza da polaridade dos componentes. Com isso são conseguidas melhores propriedades tais como: flexão e tensão e reduzida absorção de água no produto final. Na Tabela 1 são ilustradas diferentes composições estudadas para investigar a ação da adição do agente de acoplamento.
Tabela 1 - Estudo a respeito da ação da variação da proporção do agente de acoplamento
% PEAD Farinha de Madeira Carga Mineral Agente de Acoplamento A Agente de Acoplamento B BL01 50,0 50,0 BL04 33,0 33,0 33,0 1,0 1,0 BL05 32,6 32,6 32,6 2,0 2,0 BL06 32,3 32,3 32,3 3,0 3,0 BL07 32,0 32,0 32,0 4,0 4,0 BL08 31,6 31,6 31,6 5,0 5,0 BL09 31,3 31,3 31,3 6,0 6,0
Caracterização do material compósito - Foram realizados ensaios mecânicos, físicos e químicos essenciais para o desenvolvimento do compósito polimérico para determinação das características e avaliação das propriedades
mecânicas e visuais do produto final.
Foram realizados testes realizados de acordo com as normas ASTM e ABNT/NBR conforme inicialmente mencionado. Os resultados são apresentados nos gráficos ilustrados nas figuras 1 a 7.
A avaliação da matéria-prima é realizada através da injeção dos corpos- de-prova para execução dos ensaios de tração (Figura 1), flexão (Figura 2), compressão (Figura 3), dureza (Figura 4), impacto (Figura 5), densidade (Figura6) e absorção em água (Figura 7). Resultados e Discussão - Com relação ao teste de tração é observada uma suave tendência à elevação de valores do Módulo de Elasticidade (MOE) o que fica melhor evidenciado quando analisados os resultados de Flexão e Compressão em que um incremento nos valores são observados em comparação com resultados obtidos nos testes de uma mistura em que não foi adicionado o agente de acoplamento.
O mesmo comportamento é observado quando analisada a dureza. Esta grandeza é relacionada com a rigidez a exemplo das propriedades anteriormente discutidas. Da mesma forma, a densidade é diretamente influenciada pela qualidade das ligações de interação intermolecular.
Com relação às propriedades de impacto e absorção de água, fica evidenciada uma tendência no ensaio de impacto Izod: a medida que se aumenta a proporção de agente de acoplamento, a energia necessária para romper o corpo de prova aumenta proporcionalmente. E a melhora nas ligações proporcionada pela modificação da polaridade dos componentes, fica comprovada pela evidente redução em 85% da absorção de água quando o material é mergulhado em água.
A qualidade do produto final é feita através dos ensaios de flexão, compressão, arranque de parafuso, carga máxima admissível, tendência a manchas, exposição à câmara UV e utilização de ferramentas comuns de marcenaria.
A utilização de anidrido maleico grafitizado em PE na formulação permite observações nos seguintes quesitos:
- Aumento na resistência mecânica do produto final devido à alta compatibilização ocasionada pelo uso de anidrido maleico, implicando em avanços de qualidade e aumentando a carga máxima admissível no material; - Aumento da energia necessária para romper o material, fator este que também implica em avanços na qualidade do produto final com ampliação de sua aplicação.
- Aumento na resistência de absorção de água, diminuído dessa forma a quantidade necessária de aditivos protetivos contra ataques de pragas e
fungos, impactando em menor custo com matéria prima.
A presente invenção foi descrita em termos de sua modalidade preferida, entretanto, certas modificações e/ou variações se tornarão aparentes a partir do relatório descritivo ora apresentado, portanto, tais modificações e/ou variações estão compreendidas no escopo presentemente reivindicado.
Claims (14)
1. - Composição de material compósito termoplástico é caracterizada por compreender: • de 20 a 50% de material reciclado de polietileno de alta densidade; 20 a 50% de farinha de madeira da espécie de pinus; • 10a 40% de talco; • 1 a 6% de um agente de acoplamento; e • 1 a 5% de aditivos como agentes compatibilizantes, e/ou retardante de chamas, e/ou protetivos termo-oxidativos, e/ou foto-protetivos, e/ou fungicidas e auxiliares de processos.
2. - Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o agente compatibilizante compreende o anidrido maleico grafitizado em poliolefina.
3. - Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um agente de acoplamento que compreende anidrido maléico grafitizado no polietileno.
4. - Método de obtenção de um material compósito termoplástico que compreende as etapas de: • Homogeneização - a composição é misturada por atrito até atingir homogeneização; • Granulação - granulação da mistura através da extrusão em dupla rosca para formação de pellets; e • Extrusão - Após a granulação, o material passa por uma segunda extrusora que dará fora ao perfil; caracterizado pelo fato de que na etapa de homogeneização, a temperatura de homogeneização no ponto de homogeneização varia entre 90 e 110°C.
5.-Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por na etapa de homogeneização, o agente de acoplamento modificar a natureza da fibra por meio de esterificação da celulose junto à matriz poliolefinica.
6. - Material compósito termoplástico caracterizado por compreender: de 20 a 50% de material reciclado de polietileno de alta densidade; • 20 a 50% de farinha de madeira da espécie de pinus; • 10a 40% de talco; • 1 a 6% de um agente de acoplamento; e • 1 a 5% de aditivos como agentes compatibilizantes, retardante de chamas, protetivos termo-oxidativos, foto-protetivos, fungicidas e auxiliares de processos..
7. - Material compósito termoplástico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um valor de módulo de tração elástica que varia entre 110MPa e 150MPa.
8.- Material compósito termoplástico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um valor de flexão que varia entre 900MPa e 1400MPa.
9.- Material compósito termoplástico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um valor de compressão que varia entre 700MPa e 1200MPa.
10.- Material compósito termoplástico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um valor de dureza Shore D que varia entre 45 e 70.
11. - Material compósito termoplástico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um valor de densidade que varia entre 0,9g/cm3 e 1,4g/cm3.
12. - Material compósito termoplástico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um valor de impacto Izod que varia entre 0,5kJ/m2 e 2,5kJ/m2.
13. - Material compósito termoplástico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um valor de absorção de água entre O e 1,4% em peso.
14. - Material compósito, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o agente de acoplamento compreende o anidrido maléico grafitizado no polietileno.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1101225-0A BRPI1101225A2 (pt) | 2011-03-04 | 2011-03-04 | composiÇço de material compàsito termoplÁstico, produto compàsito termoplÁstico e mÉtodo para sua produÇço |
| US13/410,565 US20120225976A1 (en) | 2011-03-04 | 2012-03-02 | Composition of thermoplastic composites, manufacturing processes and resulting products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1101225-0A BRPI1101225A2 (pt) | 2011-03-04 | 2011-03-04 | composiÇço de material compàsito termoplÁstico, produto compàsito termoplÁstico e mÉtodo para sua produÇço |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI1101225A2 true BRPI1101225A2 (pt) | 2013-06-04 |
Family
ID=46753694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI1101225-0A BRPI1101225A2 (pt) | 2011-03-04 | 2011-03-04 | composiÇço de material compàsito termoplÁstico, produto compàsito termoplÁstico e mÉtodo para sua produÇço |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120225976A1 (pt) |
| BR (1) | BRPI1101225A2 (pt) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3046954A1 (en) * | 2013-09-17 | 2016-07-27 | Techniká Univerzita V Liberci - Katedra Strojírenské Technologie Oddelení Tvárení Kovu A Zpracování Plastu | Composite with polyolefinic thermoplastic matrix and fibers of coconut for extrusion processes |
| US10844204B2 (en) | 2014-06-13 | 2020-11-24 | Continental Structural Plastics, Inc. | Thermoplastic formed with renewable content |
| US9475941B1 (en) * | 2015-11-05 | 2016-10-25 | Madeplast Indústria E Comérico De Madeira Plástica Ltda | Formulation of wood waste and recycled thermoplastic composite with nanometric additives and resulting product |
| JP6998859B2 (ja) | 2016-03-31 | 2022-01-18 | 古河電気工業株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物、熱可塑性樹脂組成物の製造方法、セルロース強化樹脂成形品およびセルロース強化樹脂成形品の製造方法 |
| JP6943842B2 (ja) | 2016-03-31 | 2021-10-06 | 古河電気工業株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物、熱可塑性樹脂組成物の製造方法、セルロース強化樹脂成形品およびセルロース強化樹脂成形品の製造方法 |
| WO2017170747A1 (ja) | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 古河電気工業株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物、セルロース強化熱可塑性樹脂組成物、セルロース強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法、セルロース強化樹脂成形品およびセルロース強化樹脂成形品の製造方法 |
| WO2019066070A1 (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 古河電気工業株式会社 | 成形品 |
| JP7252128B2 (ja) | 2017-09-29 | 2023-04-04 | 古河電気工業株式会社 | 成形品 |
| WO2019066071A1 (ja) | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 古河電気工業株式会社 | 成形品 |
| WO2019088140A1 (ja) | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 古河電気工業株式会社 | 成形品 |
| CN109721867B (zh) * | 2017-10-31 | 2022-07-12 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种再生聚苯乙烯改性复合材料及其制备方法 |
| RU2678675C1 (ru) * | 2018-04-16 | 2019-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Биоразлагаемый полимерный композиционный материал на основе вторичного полипропилена |
| CN110527171A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-03 | 绍兴市杰品木塑有限公司 | 一种防褪色木塑复合板及其制备方法 |
| US11872776B2 (en) * | 2019-12-19 | 2024-01-16 | The Boeing Company | Methods for recovering expanded polymer tooling |
| CN114685096B (zh) * | 2020-12-25 | 2023-07-11 | 比亚迪股份有限公司 | 一种复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114685095B (zh) * | 2020-12-25 | 2023-07-11 | 比亚迪股份有限公司 | 一种有机-无机复合材料及其制备方法和应用 |
| CN116606451A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-18 | 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) | 一种利用化学改性提高木塑复合材料真菌抗性的方法 |
| CN120727172B (zh) * | 2025-08-22 | 2025-12-23 | 安徽爱瑞德新材料有限公司 | 一种基于纳米改性的生物基复合材料力学性能优化方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2416074A (en) * | 1943-09-21 | 1947-02-18 | Du Pont | Preparation of heavy metal soaps |
| CA1116183A (en) * | 1979-03-29 | 1982-01-12 | John Blachford | Manufacture of metallic soaps |
| US20030187102A1 (en) * | 1997-09-02 | 2003-10-02 | Marshall Medoff | Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same |
| WO2006087269A1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-24 | Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. | Stabilization of natural composites |
| WO2006102101A2 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Luzenac America, Inc. | Cellulosic inorganic-filled plastic composite |
-
2011
- 2011-03-04 BR BRPI1101225-0A patent/BRPI1101225A2/pt not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-03-02 US US13/410,565 patent/US20120225976A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20120225976A1 (en) | 2012-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BRPI1101225A2 (pt) | composiÇço de material compàsito termoplÁstico, produto compàsito termoplÁstico e mÉtodo para sua produÇço | |
| Kim et al. | Extruded short wool fibre composites: mechanical and fire retardant properties | |
| González-Sánchez et al. | Use of residual agricultural plastics and cellulose fibers for obtaining sustainable eco-composites prevents waste generation | |
| Gallos et al. | Lignocellulosic fibers: a critical review of the extrusion process for enhancement of the properties of natural fiber composites | |
| Sawpan et al. | Flexural properties of hemp fibre reinforced polylactide and unsaturated polyester composites | |
| Binhussain et al. | Palm leave and plastic waste wood composite for out-door structures | |
| Delgado-Aguilar et al. | Bio composite from bleached pine fibers reinforced polylactic acid as a replacement of glass fiber reinforced polypropylene, macro and micro-mechanics of the Young's modulus | |
| Naghmouchi et al. | Polypropylene composites based on lignocellulosic fillers: how the filler morphology affects the composite properties | |
| Pérez et al. | Tensile and fracture behaviour of PP/wood flour composites | |
| Bakkal et al. | The effect of reprocessing on the mechanical properties of the waste fabric reinforced composites | |
| Shahi et al. | Experimental investigation on reprocessing of extruded wood flour/HDPE composites | |
| Mustafa | Effect of kaolin on the mechanical properties of polypropylene/polyethylene composite material | |
| Kajaks et al. | Physical and mechanical properties of composites based on polypropylene and timber industry waste | |
| Luo et al. | Evaluation of distillers grains as fillers for low density polyethylene: Mechanical, rheological and thermal characterization | |
| US20210130499A1 (en) | Method for producing modified cellulose fiber | |
| Huang et al. | Characteristics of paper mill sludge‐wood fiber‐high‐density polyethylene composites | |
| El Abbassi et al. | Effect of recycling cycles on the mechanical and damping properties of short alfa fibre reinforced polypropylene composite | |
| Vijayasekaran et al. | Enhancement of natural fiber-reinforced plastics by polyester and seaweed waste fibers | |
| Reis et al. | Effect of piassava lees in the fracture behavior of polymer mortars | |
| La Mantia et al. | Green composites of organic materials and recycled post‐consumer polyethylene | |
| Jose et al. | Environmental ageing studies of impact modified waste polypropylene | |
| Ameri et al. | A review of the studies on the effect of different additives on the fatigue behavior of asphalt mixtures | |
| Abdul Khalil et al. | Recycled polypropylene-oil palm biomass: The effect on mechanical and physical properties | |
| CN109844032A (zh) | 烯烃聚合物组合物、木质素的用途及物品 | |
| Başboğa | Polypropylene-based composites reinforced with waste tropic wood flours: Determination of accelerated weathering resistance, tribological, and thermal properties |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B25G | Requested change of headquarter approved |
Owner name: MADEPLAST INDUSTRIA E COMERCIO DE MADEIRA PLASTICA Free format text: ENDERECO DO DEPOSITANTE ALTERADO CONFORME SOLICITADO NA PETICAO NO 015110002637/PR DE 02/12/2011. |
|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
| B11Y | Definitive dismissal acc. article 33 of ipl - extension of time limit for request of examination expired |