Resumo: O estudo investigou o impacto do uso de CO2 supercrítico (scCO2) na dispersão de montmorilonita organofílica (OMMT) em nanocompósitos de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT). Este polímero, por ser biodegradável e compostável, é de grande interesse ambiental e pode ter suas propriedades aprimoradas pela adição de argilomineral organofílico, como a OMMT. Foram selecionadas duas OMMTs comerciais exportadas (Cloisite 20A e Cloisite 30B) e duas OMMTs nacionais (HMPEA e HMPETA). Os compósitos foram previamente preparados por extrusão, variando-se o tipo e a concentração das OMMTs. Posteriormente foram submetidos à expansão por scCO2. Para caracterização das propriedades dos compósitos, foram utilizadas as técnicas de reometria oscilatória com geometria placa-placa, calorimetria diferencial de varredura (DSC), difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados demonstraram que a incorporação de OMMT, juntamente com a expansão por scCO2, modificou significativamente as propriedades do PBAT. A propriedade reológica indicou a melhor dispersão da OMMT pelo processo de expansão evidenciada pelo comportamento pseudo-sólido das amostras e pelo aumento na viscosidade complexa. A análise de DRX reforçou este comportamento pois mostrou a esfoliação ou intercalação da OMMT. Observou-se redução do grau de cristalinidade do PBAT, tanto por DSC quanto por DRX. associado principalmente à presença do argilomineral. Estes resultados são indícios de uma forte rede de interação interna resultante da esfoliação dos argilominerais organofílicos. As OMMTs nacionais HMPEA e HMPETA destacaram-se como aditivos promissores para o PBAT, especialmente após o processo de expansão por scCO2. Em conclusão, a adição de argilominerais organofílicos, aliada ao uso de scCO2 como agente expansor, apresenta-se como um método promissor para potencializar as propriedades do PBAT e outros polímeros, sendo sugerido para trabalhos futuros a investigação das propriedades mecânicas dos sistemas estudados Ver menos

Abstract: The study investigated the impact of supercritical CO2 (scCO2) on the dispersion of organophilic montmorillonite (OMMT) in nanocomposites of poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT). This biodegradable and compostable polymer is of great environmental interest and can have its properties enhanced by the addition of organophilic clay minerals, such as OMMT. Four OMMTs were selected: two imported commercial clays (Cloisite® 20A and Cloisite® 30B) and two nationally produced materials (HMPEA and HMPETA). The composites were previously prepared by melt extrusion, varying both the type and concentration of the OMMTs. Subsequently, the samples were subjected to expansion using scCO2. To characterize the composite properties, the following techniques were employed: oscillatory rheometry using a plate-plate geometry, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). The results demonstrated that the incorporation of OMMT, along with the scCO2 expansion process, significantly modified the properties of PBAT. Rheological analysis indicated improved OMMT dispersion as a result of the expansion, evidenced by the pseudo-solid-like behavior of the samples and an increase in complex viscosity. XRD analysis supported this observation, showing exfoliation or intercalation of the OMMT. A reduction in the degree of crystallinity of PBAT was observed, as measured by both DSC and XRD, mainly attributed to the presence of the organophilic clay mineral. These findings suggest the formation of a strong internal interaction network resulting from the exfoliation of the OMMTs. The nationally produced OMMTs, HMPEA and HMPETA, stood out as promising additives for PBAT, especially after the scCO2 expansion process. In conclusion, the incorporation of organophilic montmorillonites, combined with the use of scCO2 as a foaming agent, appears to be a promising strategy for enhancing the properties of PBAT and other polymers. Future work is recommended to investigate the mechanical properties of these systems Ver menos