The aim of this work is to study the properties of systems based on polypropylene (PP) and commercial organophilic montmorillonite, prepared by melt intercalation. Because of the non polar character of PP, the polypropylene-graft-maleic anhydride (PP-g-MA) was used as compatibilizer. Materials containing 2.5, 5, 7.5 and 10% of clay and PP, and two extra compositions containing only PP and 15 and 30% of PP-g-MA were processed using a twin-screw extruder. The level of clay dispersion was characterized by X ray diffraction, showing exfoliated/intercalated structures for different concentrations of clay. The crystallization behavior was studied by differential scanning calorimetry (DSC) and polarizing optical microscopy (POM) with hot stage. Tensile properties were also studied and presented a moderate improvement with increase in clay concentration.

Uma blenda de polietileno de alta densidade e polietileno de baixa densidade (PEAD/PEBDL) comumente utilizada em filmes de embalagem foi modificada com argila montmorilonita organofílica comercial para obter nanocompósitos com melhores propriedades de barreira. Amostras com 5 e 7,5% de argila (em massa) foram estudadas em diferentes condições de processamento. Filmes produzidos com os nanocompósitos foram avaliados quanto à dispersão da argila por difração de raio X e Microscopia Eletrônica de Transmissão. As propriedades de barreira dos filmes foram determinadas pelas medições de permeabilidade ao oxigênio e ao vapor d'água. As propriedades mecânicas e ópticas também foram determinadas. Observou-se uma estrutura com a argila parcialmente esfoliada e intercalada. A permeabilidade ao oxigênio diminuiu significativamente enquanto a permeabilidade à água foi pouco influenciada. As propriedades mecânicas e a transparência dos filmes foram pouco alteradas. O modelo de Nielsen foi aplicado para os dados de permeabilidade relativa e demonstrou ser um ótimo recurso para a avaliação do grau de esfoliação da argila para as diferentes amostras, que foram confirmadas pelas análises realizadas em microscopia eletrônica de transmissão.

A typical high density polyethylene and linear low density polyethylene (HDPE/LLDPE) blend used in flexible packaging was modified with commercial organophylic montmorilonite clay to obtain nanocomposites with superior barrier properties. Samples with 5 and 7.5% of clay were prepared under different processing conditions. Films produced from the nanocomposites were evaluated in terms of oxygen and water vapor permeation and also by X-ray diffraction and Transmission Electron Microscopy. Tensile and optical properties were also evaluated. The clay showed to be intercalated and partially exfoliated. The oxygen permeation was mainly reduced and the vapor permeation was weakly modified. The mechanical properties and transparency did not change significantly. Nielsen's model was applied considering the relative permeability coefficient. This method was able to give an estimate of the exfoliation state of the samples, supported by the transmission electron microscopy.

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de polipropileno e montmorilonita organofílica comercial Cloisite 20A em concentrações de 2,5%, 5,0%, 7,5% e 10,0% e polipropileno graftizado com anidrido maleico como agente compatibilizante pela técnica de intercalação do fundido em extrusora de dupla rosca. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios x, ensaios de tração e impacto de acordo com as normas ASTM D638 e D256, respectivamente. Os resultados de difração de raios x indicaram a formação de nanocompósitos com estruturas parcialmente esfoliadas ou intercaladas, dependendo da composição, que proporcionaram aumento do módulo de elasticidade enquanto as propriedades de resistência ao impacto não foram satisfatórias.

Nanocomposites of polypropylene and commercial montmorillonite organophilic Cloisite 20A containing 2.5%, 5%, 7.5% and 10% of clay with polypropylene-graft-maleic anhydride as coupling agent were prepared through the melt intercalation by twin-screw extruder. The materials were characterized by x-ray diffraction, tensile and impact properties according to ASTM D638 and D256 test methods, respectively. The x-ray diffraction results showed exfoliated or intercalated structures for different concentrations of the clay. The tensile modulus improved with the increase of the amount of the clay while the impact strength showed unsatisfactory results.