INFLUÊNCIA DA VERMICULITA NO RETARDAMENTO DA CHAMA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS ESPUMAS RÍGIDAS DE POLIURETANO

Abstract

RESUMO Novos materiais para edifícios e espaços abertos estão sendo estudados e testados quanto a durabilidade, aspecto de desgaste, deterioração por UV e impacto da eficiência energética, uma solução viável é a formulação de compósitos de espumas rígidas de poliuretano (PU). As espumas rígidas de poliuretano (PU) foram preparadas pelo método de espuma expansível em uma etapa usando moldagem por fundição. Os compósitos de espuma de poliuretano/vermiculita (PU/VMT) foram desenvolvidos com a adição de argila em diferentes proporções (0, 5, 10, 15 e 20%) na formulação. Os efeitos de modificações compostas foram avaliados por difração de raios X (DRX), análise termogravimétrico (TG/DTG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) aplicada ao retardamento de chama explorado pelo teste de queima vertical (ASTMD 3801-96). A análise de DRX mostrou os picos definidos em 2θ = 18° e 2θ = 73° em relação à cristalinidade em formação e interação de segmentos rígidos foram identificados, como bem como a influência da redução da cristalinidade em compósitos. No teste de chama, o retardante de chama superfície foi bem sucedido em todos os compósitos, dado o sucesso da dispersibilidade e orientação planar das camadas de argila e a existência de um teor ideal de vermiculita (VMT) incorporado na matriz de espuma. Os compósitos PU/VMT foram testados na Máquina de ensaios universal – SHIMADZU AGX-250kN, utilizada para os ensaios mecânicos. Foram realizados o ensaio de Compressão (ASTM D 1621-10), Tração (ASTM D 638–14– Tipo III) e Flexão (ASTM 790 procedimento A). O aperfeiçoamento nas propriedades mecânicas nos compósitos PU10 e PU15 em relação à espuma compósita PU5, ocorre especialmente devido ao aumento da viscosidade da mistura pré-expansão, que propicia um aumento da densidade aparente das espumas compósitas em relação à espuma de PU. Todos os compósitos podem ser empregados com a vantagem de parte da espuma ser composta de VMT, proporcionando vantagens ambientais e econômicas.

ABSTRACT New materials for buildings and open spaces are being studied and tested for durability, appearance of wear, caused by UV and impact on energy efficiency, a viable solution is the formulation of rigid polyurethane (PU) foam composites. Rigid polyurethane (PU) foams were prepared by the one-step expandable foam method using die casting. The polyurethane/vermiculite (PU/VMT) foam composites were accompanied with the addition of clay in different proportions (0, 5, 10, 15 and 20%) in the formulation. The effects of composite modifications were evaluated by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG/DTG) and scanning electron microscopy (SEM/EDS) applied to the exploratory flame retardancy by the vertical burn test (ASTMD 3801-96) . An XRD analysis showed peaks defined at 2θ = 18° and 2θ = 73° in relation to crystallinity in formation and interaction of hard disks were identified, as well as the influence of crystallinity reduction in composites. In the flame test, the surface flame retardant was successful in all composites, given the successful dispersibility and planar orientation of the clay layers and the existence of an ideal vermiculite content (VMT) incorporated in the foam matrix. The PU/VMT composites were tested on the universal testing machine – SHIMADZU AGX-250kN, used for mechanical testing. Compression (ASTM D 1621-10), Tension (ASTM D 638–14– Type III) and Flexion (ASTM 790 procedure A) tests were performed. The improvement in the mechanical properties of the PU10 and PU15 composites in relation to the PU5 composite foam, occurs especially due to the increase in the pre-expansion mix descent, which provides an increase in the apparent density of the composite foams in relation to the PU foam. All composites can be used with the advantage that part of the foam is composed of VMT, providing environmental and environmental benefits.