Influência do óxido de zinco nas propriedades mecânicas, térmicas e biológicas de compostos de polipropileno

Abstract

O polipropileno (PP) é um dos polímeros mais consumidos no mundo, devido a sua grande capacidade produtiva alinhada ao seu baixo custo, o que possibilitou sua utilização em diversas aplicações. O PP tem características, que permitem sua utilização em processos de injeção, extrusão, termoformagem, rotomoldagem e sopro. A principal aplicação do polipropileno é no setor alimentício, representando 32% em produtos como: embalagens, tampas, tigelas, potes, garrafas e galões. No setor de bens de consumo o PP representa 17% do mercado e está presente em embalagens e caixas. A adição de cargas minerais a polímeros termoplásticos como o polipropileno (PP) esteve durante muito tempo relacionada à tentativa de redução de custos. Atualmente, com o desenvolvimento tecnológico da indústria e de novas aplicações, as cargas ganharam uma maior importância e passaram a atender mais que o objetivo econômico, por agregarem melhorias nas características físicas e químicas dos produtos. Estudos recentes mostram que o óxido de zinco pode ser adicionado as poliolefinas com intuito de melhorar propriedades mecânicas, resistência a radiação ultravioleta e propriedades antimicrobianas. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a influência da presença de óxido de zinco nas propriedades mecânicas, reológicas, térmicas, resistência a radiação ultravioleta e ação antimicrobiana do composto formado por polipropileno e óxido de zinco. Foram preparados compostos de PP aditivados com óxido de zinco (ZnO) comercial de dois fornecedores diferentes ((ZnO B e ZnO D), com formatos de partícula esférico e lamelar e tamanho médio de partícula diferente, variando entre 120 nm e 1,70 μm, nas proporções 0%, 1%, 3% e 5% em massa. As amostras foram caracterizadas por meio das suas propriedades reológicas, físicas, mecânicas, térmicas, atividade bacteriana e submetidas ao teste de envelhecimento acelerado por degradação UV. Os resultados mostraram que o teor, o tamanho, a forma e o meio onde as partículas de ZnO estavam dispersas interferem nas propriedades avaliadas. A presença de óxido de zinco afetou as propriedades mecânicas dos compostos, aumentou consideravelmente a resistência a degradação UV do polímero e conferiu ao composto PP ZnO D a propriedade antibacteriana. Em geral, os compostos com o aditivo apresentaram melhores resultados tanto nas propriedades físico-mecânicas avaliadas quanto nas propriedades de biocida quando comparados ao material puro.

Polypropylene is one of the most consumed polymers in the world, due to its large production capacity in line with its low cost, which made it possible to use it in several applications. PP has characteristics that allow its use in injection, extrusion, thermoforming, rotational molding and blow molding processes. The main application of polypropylene is in the food sector, representing 32% in products such as: packaging, lids, bowls, pots, bottles and gallons. In the consumer goods sector, PP represents 17% of the market and is present in packaging and boxes. The addition of mineral fillers to thermoplastic polymers such as polypropylene (PP) has long been related to an attempt to reduce costs. Currently, with the technological development of the industry and new applications, the loads have gained greater importance and started to serve more than the economic objective, by adding improvements in the physical and chemical characteristics of the products. Recent studies show that zinc oxide can be added to polyolefins in order to improve mechanical properties, resistance to ultraviolet radiation and antimicrobial properties. The present work aims to evaluate the influence of the presence of zinc oxide on the mechanical, rheological, thermal properties, resistance to ultraviolet radiation and antimicrobial action of the compound formed by polypropylene and zinc oxide. PP compounds added with commercial zinc oxide (ZnO) from two different suppliers ((ZnO B and ZnO D) were prepared, with spherical and lamellar particle formats and different average particle size, ranging between 120 nm and 1.70 μm , in the proportions 0%, 1%, 3% and 5% by mass.The samples were characterized by means of their rheological, physical, mechanical, thermal properties, bacterial activity and submitted to the accelerated aging test by UV degradation.. The results showed that the content, size, shape and medium where the ZnO particles were dispersed interfere with the properties evaluated. The presence of zinc oxide affected the mechanical properties of the compounds, considerably increased the resistance to UV degradation of the polymer and gave the PP ZnO D compound the antibacterial property. In general, the compounds with the additive showed better results both in the physical-mechanical properties evaluated and in the biocide properties when compared to the pure material.