A poliamida 6 (PA6) é um polímero termoplástico semicristalino que apresenta alta susceptibilidade ao entalhe quando solicitado mecanicamente. Apesar de apresentar um comportamento dúctil sob deformação e sob fratura quando solicitado sem entalhes, torna-se essencialmente frágil e quebradiço quando entalhado. Assim, o comportamento pseudo-dúctil dessas poliamidas requer cuidados especiais na confecção do entalhe e da pré-trinca para análise de seu comportamento mecânico. Devem ser observadas ainda as dimensões ideais dos corpos de prova para garantir a condição de estado de tensão plana no ensaio de tração uniaxial para aplicação do método EWF (Trabalho Essencial de Fratura). Neste trabalho, o método EWF foi utilizado para a avaliação da tenacidade à fratura de blendas poliméricas com uma matriz PA6 modificada com ABS e também a eficiência de um compatibilizante acrílico reativo (MMA-MA) sintetizado em laboratório, na tenacificação da blenda PA6/ABS. Através da aplicação do método observou-se que a simples incorporação do ABS à poliamida aumenta o termo relativo ao trabalho específico de fratura e reduz a sensibilidade ao entalhe da blenda embora com perda na capacidade de absorção de energia plástica. A incorporação do copolímero MMA-MA à blenda refletiu-se nos acréscimos do trabalho específico e recuperação da capacidade de absorção de energia plástica em relação à blenda não-compatibilizada. Os resultados ilustram a aplicabilidade do método EWF para determinação da tenacidade à fratura de blendas poliméricas em relação aos polímeros puros, bem como a avaliação do efeito do compatibilizante reativo na tenacidade da blenda PA6/ABS.

Polyamide 6 or polycaprolactam is a semi-crystalline thermoplastic whose toughness is very notch sensitive and consequently the material presents extreme susceptibility to stress concentrations. Thus, although such polyamides may fracture on a typical ductile manner on mechanical testing without notches, it will become brittle after being notched. The pseudo-ductile behavior in polyamides poses a task on notch and pre-crack preparation, for accurate assessment of their toughness. Furthermore, it must be observed the ideal specimen dimensions to guarantee plane stress conditions on tensile testing for application of the EWF (Essential Work of Fracture) method. In the present work, the EWF method was employed to evaluate the fracture toughness of PA6 blends modified with ABS and also to assess the efficiency of a self-made reactive acrylic compatibilizer (MMA-MA), on the toughness of the PA6/ABS blend. The EWF parameters have shown that by simply melt blending ABS with PA6 it increases the specific work of fracture owing to reduced notch sensitivity of the blend, although at the expenses of the blend capacity to absorb plastic energy. The addition of the compatibilizer MMA-MA to the blend has been reflected on increments of the specific work of fracture and recovery of the blend capacity to absorb plastic energy. The results have illustrated the applicability of the EWF method for determination of the fracture toughness parameters of polymer blends as well as evaluation of the effect of the reactive MMA-MA compatibilizer on the toughness of the PA6/ABS blend.

A tecnologia dos chamados Compósitos Termoplásticos com Madeira envolve conceitos de compatibilidade e processabilidade e apresenta grandes desafios tecnológicos para a formulação e estabilização da mistura. Devido à baixa estabilidade térmica da celulose, a grande maioria das resinas termoplásticas utilizadas na preparação desses compósitos está restrita às resinas poliolefinicas, estirênicas e ao poli(cloreto de vinila). O Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) é um termoplástico bifásico de grande versatilidade de propriedades decorrentes das variações de composição e morfologia das partículas de borracha dispersas na matriz estirênica. Além da sua temperatura relativamente baixa de processamento, estas características tornam o HIPS um termoplástico de grande interesse para aplicações em compósitos com farinha de resíduo de madeira, uma vez que a otimização do balanço de propriedades de rigidez e impacto pode ser alcançada através do controle da morfologia e da formulação do compósito. No presente estudo, "tipos" comerciais de HIPS com diferenças no índice de fluidez e na distribuição do tamanho de partículas foram utilizados na preparação de compósitos termoplásticos com farinha de resíduo de madeira. As propriedades mecânicas dos compósitos obtidos foram discutidas em termos das características morfológicas dos HIPS utilizados e da quantidade de farinha de resíduo de madeira no compósito. Pela simples aplicação da regra das misturas, mostrou-se que devido à baixa densidade do resíduo de madeira, o reforço celulósico poderia ser utilizado eficientemente na substituição de cargas minerais ou fibra de vidro em compósitos termoplásticos com um melhor desempenho em termos de resistência e rigidez específica. A microscopia eletrônica de varredura foi utilizada na análise de superfícies de fratura para ilustrar a dispersão da farinha de madeira na matriz estirênica, a molhabilidade do reforço pela resina e as interações reforço-matriz.

The technology of wood-plastics composites includes concepts of compatibility and processability, with important challenges to optimize grade formulations, processing and stabilization of the composite system. Owing to the low thermal stability in wood flour processing, commodities such as polyolefins, styrene and polyvinylchloride represent the large majority of the thermoplastics employed in cellulosic composites. High impact polystyrene (HIPS) is a versatile thermoplastic as a result of variations in composition and morphology of the rubber dispersed phase in the styrenic matrix. In addition to its relatively low processing temperature, such characteristics make HIPS a suitable polymer for wood-plastic composite applications as an optimum stiffness-toughness balance can be achieved by fine control of HIPS morphological parameters and the composite formulation. In the present study, commercial grades of HIPS with different flow index and particle size distribution were used in the preparation of wood-plastic composites. The mechanical properties and the heat distortion temperatures of the composites are discussed in terms of the HIPS characteristics and the filler content in the composite. By simply applying the rule of mixtures, it was shown that owing to their relatively low specific gravity, the wood waste flour might be cost-effective in replacing mineral fillers or glass fibers in plastic composites with a better performance in terms of specific strength and rigidity. Electron microscopy analysis of fractured surfaces was used to illustrate wood flour dispersion, wettability and matrix-filler interactions.

Dentre muitas fibras naturais de interesse tecnológico, o resíduo de madeira substitui com vantagens as cargas e reforços tradicionalmente empregados em compostos e compósitos poliméricos, particularmente os de origem mineral, tais como talco, CaCO3 e fibra de vidro. A tecnologia dos chamados Wood-Plastic Composites (WPC´s) envolve conceitos de compatibilidade e processabilidade e apresenta grandes desafios tecnológicos para a formulação e estabilização da mistura devido a baixa estabilidade térmica da celulose. Muitos dos avanços tecnológicos em WPC’s dependem de uma análise criteriosa das características físicas de seus componentes e das condições de processamento do sistema, particularmente aspectos relacionados a sua compatibilização. No presente trabalho são apresentados estudos sobre a reatividade do polipropileno modificado com anidrido maleico (PP-MAH) utilizado como compatibilizante em compósitos termoplásticos de polipropileno com farinha de madeira. A influência da carga celulósica e a eficiência do compatibilizante nas propriedades reológicas, térmicas, mecânicas e morfológicas do sistema foi avaliada através de medidas de rigidez, grau de cristalinidade, temperatura de cristalização e fusão cristalina levando-se em conta as características da resina, a distribuição granulométrica e o teor de umidade da farinha de madeira. Observou-se que os compósitos compatibilizados com PP-MAH apresentaram ganhos significativos de rigidez em relação aos compósitos não-modificados, independente do tipo de farinha de madeira empregada enquanto as propriedades térmicas do polímero mostraram-se sensíveis à distribuição granulométrica e algumas composições apresentaram tendência ao escurecimento e a elevação da temperatura de cristalização do polímero na presença do reforço celulósico. Imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura ilustram o molhamento da fibra celulósica pela resina termoplástica quando na presença do compatibilizante indicando a possível ocorrência de reações de esterificação na interface polímero-madeira.

Wood waste fibers (WWF) mostly known as wood flour, can replace mineral fillers such as talc, CaCO3 and fiberglass with great advantage. Wood-plastics composites (WPC’s) technology includes concepts of compatibility and processing and yet presents technical challenges in grade formulation and stabilisation of the composite system. Owing to thermal constraints in wood flour processing, commodities such as polyolefins (PP, PEAD/PEBD), styrenics (PS e HIPS) and vinyls (PVC) represent the bulk of the thermoplastics used in WPC’s applications. In the present work, a brief overview of the latest developments in WPC’s processing technology is discussed in the light of technical characteristics and performance of this novel class of thermoplastics composites in emerging applications. Some investigations on compatibilizing efficiency of the polypropylene modified with maleic anhydride (PP-MAH) is presented for polypropylene formulations compounded with different types of pinus wood waste. The influence of the cellulosic filler and the efficiency of the compatibilizers on thermal, mechanical and morphology of the composite system was evaluated through stiffness measurements, degree of cristallinity, crystallization and melt temperatures in regard to the resin intrinsic properties and sawdust characteristics. Electron microscopy micrographs ilustrate in great detail the filler wetting by the resin in the presence of the anhydride maleic in the polypropylene used as compatibilizer suggesting that sterification reactions may be taken place at the wood-polymer interface.