Espumação química de PVC rígido empregando azodicarbonamida e bicarbonato de sódio

dc.contributor.advisor-co1Bettini, Silvia Helena Prado
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3687551763124327
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6549-2980
dc.contributor.advisor1Staffa, Lucas
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2896049826673626
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6338-6903
dc.contributor.authorGouvêa, Noélle Barbosa Favero
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3111896432722216
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0004-3181-4426
dc.contributor.refereeScuracchio, Carlos Henrique
dc.contributor.refereeLattesttp://lattes.cnpq.br/0896060959622431
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-7723-0213
dc.date.accessioned2026-03-31T13:37:45Z
dc.date.issued2026-01-28
dc.description.abstractPoly(vinyl chloride) (PVC) ranks third in the global production of thermoplastic polymers, and due to its long degradation time, it becomes essential to adopt strategies that reduce raw-material consumption in large-scale applications such as rigid sewer pipes. This study evaluated the chemical foaming of typical PVC formulations for sewage systems, comparing azodicarbonamide (pure and modified) and sodium bicarbonates, which present distinct decomposition kinetics, through incorporation in a torque rheometer and analyses of density, thermal characterization (TGA and DSC), scanning electron microscopy (SEM), mechanical testing, and compliance with technical standards. The results indicated that azodicarbonamide produced smaller and more uniform cells, with higher cell density, which translated into improved morphological control and greater expansion efficiency, particularly for the blowing agents Planagem CS-4M (10.5% expansion at 1.0 phr and 7.8% in manufactured pipes) and Planagem B-8 (4.3% at 1.0 phr and 2.9% in pipes). Sodium bicarbonates, although the most environmentally attractive option, generated more heterogeneous cells and yielded very low or null expansion (AO-653 with 1.0% and AO-421 with negative values), evidencing processing instability. Thermal and rheological analyses showed that the type of blowing agent influences the PVC crosslinking time, with azodicarbonamide accelerating the reaction while bicarbonates retard it, without altering the molar mass or the polymer’s thermal transitions, as confirmed by the K-value and DSC measurements. Overall, the morphological, thermal, and regulatory assessments demonstrated that azodicarbonamide-based systems are more suitable for rationalizing PVC consumption, combining significant expansion, thermal stability, and technical compliance, whereas sodium bicarbonates exhibited relevant limitations under the evaluated conditions.eng
dc.description.resumoO poli(cloreto de vinila) (PVC) ocupa a terceira posição na produção mundial de polímeros termoplásticos e devido ao seu longo tempo de decomposição, torna-se essencial adotar estratégias que reduzam o consumo de matéria-prima em aplicações de larga escala, como tubos rígidos de saneamento. Este trabalho avaliou a espumação química de formulações típicas de PVC para esgoto, comparando azodicarbonamida (pura e aditivada) e bicarbonatos de sódio, com cinéticas de decomposição distintas, por meio de incorporação via reômetro de torque e de análises de densidade, caracterização térmica (TGA e DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaios mecânicos e conformidade normativa. Os resultados indicaram que a azodicarbonamida produziu células menores e mais uniformes, com maior densidade celular, o que se refletiu em melhor controle morfológico e maior eficiência de expansão, destacando-se os agentes expansores Planagem CS-4M (10,5% de expansão com 1,0 phr e 7,8% em tubos manufaturados) e o Planagem B-8 (4,3% em 1,0 phr e 2,9% em tubos). Já os bicarbonatos de sódio, apesar de serem a opção ambientalmente mais atrativa, geraram células heterogêneas, além de baixíssima ou nula expansão (AO-653 com 1,0% e AO-421 com valores negativos), o que demonstra ainda instabilidade no processamento. As análises térmicas e reológicas mostraram que o tipo de expansor influencia o tempo de reticulação do PVC, em que a azodicarbonamida antecipa a reação enquanto os bicarbonatos a retardam, sem alterar a massa molar ou as transições térmicas do polímero, conforme confirmado pelos ensaios de índice K e DSC. Em conjunto, a análise morfológica, térmica e normativa demonstrou que os sistemas à base de azodicarbonamida são mais adequados para racionalização do consumo de PVC, conciliando expansão significativa, estabilidade térmica e conformidade técnica, enquanto os bicarbonatos de sódio mostraram limitações relevantes nas condições avaliadas.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationGOUVÊA, Noélle Barbosa Favero. Espumação química de PVC rígido empregando azodicarbonamida e bicarbonato de sódio. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23855.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23855
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectPoli (cloreto de vinila)por
dc.subjectAzodicarbonamidapor
dc.subjectBicarbonato de sódiopor
dc.subjectExpansão químicapor
dc.subjectPoly (vinyl chloride)eng
dc.subjectAzodicarbonamideeng
dc.subjectSodium bicarbonateeng
dc.subjectChemical expansioneng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::INSTALACOES E EQUIPAMENTOS METALURGICOS
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.subject.ods11. Cidades e Comunidades Sustentáveis
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveis
dc.titleEspumação química de PVC rígido empregando azodicarbonamida e bicarbonato de sódiopor
dc.title.alternativeChemical foaming of rigid PVC using azodicarbonamide and sodium bicarbonateeng
dc.typeDissertação

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