BR112015021431B1

BR112015021431B1 - composições de polipropileno reforçado com fibras de bambu, metódo para a preparapação de tais composições, uso de tais composições e artigo compreendendo tais composições

Info

Publication number: BR112015021431B1
Application number: BR112015021431A
Authority: BR
Inventors: Schils Caroline; Desille Gabriel
Original assignee: Total Res & Technology Feluy
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2020-04-14
Also published as: US20160040001A1; WO2014147103A1; ES2664343T3; MX2015012036A; US10538655B2; CN105143319A; EP2976381B1; BR112015021431A2; CN105143319B; EP2976381A1

Abstract

resumo composições de polipropileno reforçado com fibras de bambu a invenção é relacionada à composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreendendo pelo menos 50% em peso de um copolímero de propileno heterofásico; de 2 a 40% em peso de fibras de bambu; de 0,1 a 10% em peso de um agente de acoplamento; a referida composição mostrando um índice de escoamento em fusão é pelo menos 5 g/10 min a 190°c sob uma carga de 2,16 kg de acordo com iso 1133, condição l; uma densidade está na faixa de 0,900 e 1,010 g/cm3, de com a norma iso 1183; um módulo de flexão está na faixa de 1100 mpa e 4000 mpa, de acordo com a norma iso 178. a invenção também se relaciona com método de preparação de tal composição, bem como artigos produzidos por tal composição.

Description

“COMPOSIÇÕES DE POLIPROPILENO REFORÇADO COM FIBRAS DE BAMBU, METÓDO PARA A PREPARAPAÇÃO DE TAIS COMPOSIÇÕES, USO DE TAIS COMPOSIÇÕES E ARTIGO

COMPREENDENDO TAIS COMPOSIÇÕES”

Campo da invenção [0001] A invenção refere-se a composições de polipropileno reforçado com fibras de bambu. A invenção também se refere a processo de produção de tais composições. Além disso, refere-se a produtos que compreendem tais composições de polipropileno reforçado com fibras de bambu.

O problema técnico e o estado da técnica

	[0002] Polipropileno e	composições	à base	de
polipropileno são	comumente empregados	em aplicações	estruturais	em
automóveis.	[0003] Uma solução	conhecida para	atender	às

necessidades de desempenho de composições de polipropileno é a introdução de componentes de elastômero ou talco na composição para melhorar o comportamento de tenacidade e impacto. Outra possibilidade é a introdução de fibras, tais como fibras de vidro ou fibras naturais. De fato, os plásticos reforçados com fibras apresentam maior resistência e rigidez do que os plásticos não reforçados. Por exemplo, US2012/0157631 descreve um polipropileno reforçado com fibras/compósito elastomérico compreendendo fibras de um material sólido, flexível enxertado no polímero de propileno, as fibras estando presentes na faixa de 10% em peso a 80% em peso com base no peso total de compósito.

[0004] EP1950242 refere-se a compósitos híbridos de polipropileno com agentes de reforço. O polipropileno utilizado, BG055AI, é um polímero de propileno heterofásico mostrando um módulo de elasticidade de 1850 MPa. A fim de alcançar um bom equilíbrio de propriedades de tração e de impacto, o polímero de propileno heterofásico é reforçado com ambos os

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2/29 agentes de reforço orgânicos e inorgânicos. O agente de reforço orgânico é de preferência fibras de poli(tereftalato de etileno) (PET), com um comprimento de fibra de 4 a 6 mm.

[0005] Vários setores, tal como a indústria automobilística são obrigados a usar bio-materiais como material reciclado, grades preenchidas com fibras naturais graus e bio polímeros. No entanto, é difícil obter a rigidez necessária para produtos destinados à indústria automobilística em respeito às outras propriedades com materiais reciclados. De fato, materiais reciclados são conhecidos por ter comportamento de odor que não são compatíveis com os padrões automotivos. Portanto, há uma necessidade de novas composições de polipropileno reforçado com fibras que podem ser qualificadas como biomateriais de um lado, e que atendam às especificações do fabricante de automóveis, por exemplo, de impacto e rigidez.

[0006] Além disso, a indústria automobilística também está enfrentando limites regulatórios para as emissões de CO₂, que levam a uma busca constante para reduzir o peso do veículo. Assim, existe uma necessidade de reduzir o peso dos artigos de plástico utilizados como acabamento interior ou exterior, peça ou parte de uma estrutura do automóvel e, por conseguinte, uma necessidade de materiais utilizáveis para formar tais artigos de plástico que mostram boas propriedades em termos de resistência e de rigidez com um peso reduzido. Preferencialmente, tal material deve ser adequado para a moldagem por injeção e/ou devem mostrar propriedades de impacto melhoradas.

[0007] Portanto, um problema geral para composições de propileno utilizadas nestas aplicações é conciliar as exigências opostas de baixa densidade, alta capacidade de processamento e bom equilíbrio de propriedades de rigidez e impacto.

[0008] Bambu tornou-se um foco de interesse nos últimos anos como uma fonte natural de fibras para reforço de poliolefina, tal como polipropileno ou polietileno. Bambu oferece a vantagem de ser uma fonte

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3/29 natural de fibras. O bambu é abundantemente disponível em muitos países. O bambu é uma das plantas renováveis mais rápidas com um ciclo de maturidade de 3 a 4 anos. O bambu tem excelentes propriedades mecânicas em comparação com o seu peso devido às fibras alinhadas longitudinalmente.

[0009] US5882745 descreve um material compósito de polipropileno em que homopolímero de propileno é reforçado pela inclusão de fibras de bambu. O compósito de polipropileno mostra um teor de fibras de bambu que varia de 20% em peso a 60% em peso em relação ao peso total do compósito de polipropileno. De preferência, a fração de peso d fibras de bambu é de cerca de 50% em peso a cerca de 60% em peso. O compósito de polipropileno compreende pelo menos 16% em peso de polipropileno maleado para promover ligação entre as fibras de bambu e a matriz de polipropileno.

[00010] Desempenho tecnológico da composição de polímero reforçado com bambu depende muito da qualidade da fibra, da interface fibra-polímero, e de relações de mistura entre fibra e polímero. Por conseguinte, ainda há uma necessidade de uma composição de polímero reforçado com bambu que mostre propriedades mecânicas melhoradas em conjunto com um peso reduzido.

Breve descrição da invenção [00011] Os inventores descobriram que pelo menos um dos objetivos acima referidos pode ser atingido através do fornecimento de composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreendendo fibras de bambu em um teor de 2% em peso a 40% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno, em que a composição de propileno compreende ainda um polímero de propileno heterofásico, e um agente de acoplamento. As composições de polipropileno reforçadas com fibras de bambu de acordo com a invenção apresentam as seguintes propriedades:

- o índice de escoamento em fusão é pelo menos 5 g/10 min a 190°C sob uma carga de 2,16 kg;

- a densidade está na faixa de 0,900 e 1,010 g/cm³; e

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- o módulo de flexão está na faixa de 1100 MPa e 4000 MPa.

[00012] As composições inventivas mostram uma densidade melhorada, isto é, uma densidade mais baixa do que as composições conhecidas, juntamente com processabilidade melhorada e um bom equilíbrio de propriedades de rigidez e impacto.

[00013] A composição de polipropileno reforçada com fibras de bambu da invenção compreende um copolímero de propileno heterofásico, frequentemente também referidos como copolímeros de impacto ou copolímeros em bloco de propileno.

[00014] Verificou-se que, para um dado teor de fibras de bambu, as composições de polipropileno reforçadas com fibras de bambu da invenção mostram um módulo de elasticidade melhor, e/ou um melhor módulo de flexão, em comparação com composições reforçadas com fibras de bambu do estado da técnica, tal como descrito na US5882745, por exemplo. As composições da invenção também apresentam uma resistência à tração melhor do que as composições conhecidas. Polímeros de propileno heterofásicos são conhecidos pelo técnico especialista no assunto por mostrar resistência à tração mais baixa, mas melhores propriedades de impacto do que homopolímero de propileno. Assim, a melhoria não só das propriedades de impacto, mas também das propriedades de rigidez foi inesperado.

[00015] Além disso, contrariamente ao ensinamento de US5882745 que requer pelo menos 16% em peso de MAPP como agente de acoplamento para obter boas propriedades mecânicas (tais como bom módulo de elasticidade e boa resistência à tração), os melhores resultados das composições da invenção são obtidos com um teor de agente de acoplamento que é inferior a 10% em peso.

[00016] Em comparação com composições reforçadas do estado da técnica que compreendendo polímeros de propileno heterofásicos, as composições da invenção também mostram melhores resultados em termos

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5/29 de módulo de tensão e/ou módulo de flexão, bem como melhores propriedades de impacto. Com efeito, verificou-se que as fibras de bambu possuem propriedades de endurecimento maior do que outras fibras orgânicas tais como fibras de PET (tal como descrito na EP1950242). Por conseguinte, para um dado teor de fibras adicionadas na composição, um melhor aumento de propriedade de rigidez pode ser obtido. Este resultado inesperado permite a utilização, como material de partida, de polímeros de propileno heterofásicos que têm um módulo de elasticidade e/ou módulo de flexão menor do que no estado da técnica, permitindo, assim, uma melhoria das propriedades de impacto das composições finais.

[00017] Além disso, contrariamente ao ensinamento da EP1950242 segundo a qual o reforço de polipropileno com fibras orgânicas não pode proporcionar o equilíbrio desejado entre propriedades de tração e impacto, de modo que uma mistura de agentes de reforço orgânicos e inorgânicos seja utilizada, as composições da invenção atingem este equilíbrio usando apenas agente de reforço orgânico. A possibilidade dada pela invenção de eliminar ou minimizar o uso de agentes de reforço inorgânicos permite a obtenção de composições com uma densidade mais baixa, o peso, assim, reduzido, em comparação com a composição conhecida.

[00018] A composição de polipropileno reforçada com fibras de bambu de acordo com a invenção mostra um melhor índice de escoamento em fusão de pelo menos 5 g/10 min (190°C - 2,16 kg) para facilitar a moldagem por injeção. Modalidades das composições da invenção mostram uma melhoria do módulo de flexão em comparação com composições conhecidas. As composições da invenção também lidam com a maior densidade de forma a reduzir o peso dos artigos produzidos a partir de tal composição e/ou propriedades de impacto melhoradas em comparação com composições conhecidas para aplicações semelhantes.

[00019] A invenção também se refere a um processo para produzir essa composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu.

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6/29 [00020] A invenção refere-se ainda à utilização de tal composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu para artigo, em especial para os artigos moldados, bem como artigos que compreendem tal composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu.

Descrição Resumida da Invenção [00021] É um objeto da presente invenção proporcionar uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreendendo:

a) pelo menos 50% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de um copolímero de propileno heterofásico;

b) de 2 a 40% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de fibras de bambu;

c) de 0,1 a 10% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de um agente de acoplamento;

d) de 0 a 30% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de um excipiente inorgânico;

[00022] a referida composição mostrando as seguintes propriedades:

- a densidade está na faixa de 0,900 e 1,010 g/cm³;

- o módulo de flexão está na faixa de 1100 MPa e 4000 MPa.

[00023] De preferência, o módulo de elasticidade da composição da invenção está na faixa de 1100 MPa e 4000 MPa.

[00024] Além disso, a composição da invenção apresenta propriedades de impacto adequadas, tal como ranhura de Charpy (a 23°C) de pelo menos 3 kJ/m², preferivelmente pelo menos 3,5 kJ/m² Em uma modalidade, a composição compreende de 2 a 17% em peso de fibras de bambu e a força de impacto Charpy com entalhe a 23°C, de acordo com a

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7/29 norma ISO 179, é, pelo menos, 8 kJ/m², de preferência pelo menos 10 kJ/m².

[00025] De preferência, a composição da invenção apresenta propriedades de impacto adequadas, tal como ranhura de Charpy (a -20°C) de pelo menos 3,5 kJ/m², de um modo preferido pelo menos 4 kJ/m².

[00026] De preferência, o índice de escoamento em fusão da composição, medido a 190°C sob uma carga de 2,16 kg é de pelo menos

5,5 g/10 min, de preferência pelo menos 6 g/10 min, mais preferivelmente pelo menos 7 g/10 min.

[00027] O índice de escoamento em fusão da composição também pode ser medido a 230°C sob uma carga de 2,16 kg e é pelo menos 10 g/10 min, preferencialmente 12 g/10 min, de preferência pelo menos 15 g/10 min, de preferência pelo menos 20 g/10 min, mais preferivelmente pelo menos 25 g/10 min, mais preferivelmente pelo menos 30 g/10 min.

[00028] A composição de polímero de propileno reforçado com fibras de bambu compreende um copolímero de propileno heterofásico, fibras de bambu e um agente de acoplamento, que, quando tomados em conjunto compreendem de preferência pelo menos 70% em peso da composição de polímero de propileno reforçado com fibras de bambu, mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, ou, pelo menos, 90% em peso, ou, pelo menos, 95% em peso da composição de polímero de propileno reforçado com fibras de bambu. O restante pode, por exemplo, ser completado com aditivos e/ou agentes de nucleação, tal como definido abaixo. O restante pode compreender, ainda, um excipiente inorgânico.

[00029] Os aditivos são como, por exemplo, antioxidantes, estabilizadores de luz, removedores de ácido, lubrificantes, agentes antiestáticos, excipientes, agentes de nucleação, agentes clarificantes, corantes. Uma visão geral de aditivos úteis são dadas em Plastics Additives Handbook, ed. H. Zweifel, 5^th edition, Hanser Publishers.

[00030] De preferência, o copolímero de propileno heterofásico pode conter um ou mais agentes de nucleação. O agente de

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8/29 nucleação utilizado na presente invenção pode ser qualquer um dos agentes de nucleação conhecidos para o técnico no assunto. É, contudo, preferido que o agente de nucleação seja escolhido do grupo que consiste de talco, sais de carboxilato, acetais sorbitol, sais de éster de fosfato, tricarboxamidas benzeno substituídas e agentes de nucleação poliméricos, bem como misturas dos mesmos. Os agentes de nucleação mais preferidos são talco, sais de carboxilato, sais e ésteres de fosfato.

[00031] Em uma modalidade, o copolímero de propileno heterofásico é uma mistura de um copolímero de propileno heterofásico com pelo menos um polímero selecionado a partir de um copolímero de propileno heterofásico, um copolímero aleatório e um homopolimero de propileno.

[00032] Em uma outra modalidade, o copolímero de propileno heterofásico é produzido por meio de uma mistura de polímeros compreendendo:

- de 50 a 98% em peso por peso da mistura de polímero de um primeiro polímero que é um copolímero de propileno heterofásico mostrando um índice de escoamento em fusão medido a 230°C sob uma carga de 2,16 kg, variando de 5 a 25 g/10 min; e

- de 2 a 50% em peso por peso da mistura de polímero de um segundo polímero que é um copolímero de propileno heterofásico mostrando um índice de escoamento em fusão medido a 230°C sob uma carga de 2,16 kg maior que 25 g/10 min;

em que o copolímero de propileno heterofásico produzido por meio de tal mistura de polímero apresenta um índice de escoamento em fusão medido a 230°C sob uma carga de 2,16 kg de pelo menos 15 g/10 min, de preferência pelo menos 18 g/10 min, mais preferivelmente pelo menos 20 g/10 min.

[00033] O copolímero de propileno heterofásico compreende um polipropileno em uma fase de matriz e uma borracha em uma fase dispersa; em que o polipropileno na fase de matriz compreende propileno

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9/29 e, no máximo, 1% em peso, em relação ao peso total da referida composição de polipropileno, de um ou mais co-monômeros selecionados a partir do grupo que consiste em etileno e C4-C₁₀ alfa-olefinas; e a quantidade de borracha na fase dispersa a partir de pelo menos 5% em peso e, no máximo, 30% em peso em relação ao peso total do copolímero de propileno heterofásico.

[00034] De preferência, o polipropileno, que serve como matriz em um copolímero de propileno heterofásico é um homopolímero de propileno (ou seja, com um teor de co-monômero de 0% em peso) ou um copolímero de propileno aleatório mini (ou seja, com um teor de co-monômero de 0,05% em peso a 1% em peso, de preferência de 0,05% em peso a 0,5% em peso). De preferência, as C4-C10 alfa-olefinas são selecionadas a partir do grupo que consiste em 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno e 1octeno. Mais preferivelmente, o um ou mais co-monómero é etileno. Mais preferivelmente, o polímero de propileno, que serve como matriz no copolímero de propileno heterofásico é um homopolímero de propileno.

[00035] A borracha consiste em um copolímero de etileno e pelo menos uma outra olefina diferente do etileno. De preferência, a pelo menos uma outra olefina é selecionada entre o grupo de C3-C10 alfa-olefinas. Mais preferencialmente, é selecionado a partir do grupo que consiste em propileno, 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno e 1-octeno. Ainda mais preferivelmente, é 1-buteno ou propileno. Mais preferencialmente é propileno. Assim, a borracha preferida é borracha de propileno etileno (EPR).

[00036] Para a presente invenção, a borracha tem uma viscosidade intrínseca n_R de pelo menos 2,0 dl/g, medida em tetralina a 135°C seguindo a norma ISO 1628. De preferência, a borracha tem uma viscosidade intrínseca n_R de pelo menos 2,5 dl/g, mais preferencialmente de pelo menos 3,0 dl/g, e de, no máximo, de 5,5 dl/g, de preferência de, no máximo, 5,0 dl/g e mais preferencialmente de no máximo, 4,5 dl/g.

[00037] Em uma modalidade, a composição compreende a borracha de polipropileno em uma quantidade de, pelo menos, 8% em peso,

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10/29 de preferência pelo menos 10% em peso em relação ao peso total do copolímero de propileno heterofásico.

[00038] Em uma outra modalidade, a composição compreende a borracha de polipropileno em uma quantidade de, no máximo, 25% em peso, de preferência no máximo 20% em peso em relação ao peso total do copolímero de propileno heterofásico.

[00039] A composição de polímero de propileno reforçado com fibras de bambu compreende um copolímero de propileno heterofásico, apresenta as seguintes propriedades:

i. um índice de escoamento em fusão medido a 230°C sob uma carga de 2,16 kg, de pelo menos 15 g/10 min, de preferência pelo menos 18 g/10 min, mais preferivelmente pelo menos 20 g/10 min;

ii. um módulo de flexão de pelo menos 850 MPa, de preferência pelo menos 1000 MPa, mais preferivelmente pelo menos 1 100

MPa, mais preferivelmente pelo menos 1300 MPa;

iii. uma densidade de pelo menos 0,890 g /cm³, de preferência 0,900 g/cm³.

[00040] O módulo de flexão é no máximo de 1800 MPa, de preferência, no máximo, 1700 MPa, mais preferivelmente no máximo de 1650 MPa.

[00041] O módulo de elasticidade do copolímero de propileno heterofásico é pelo menos 850 MPa, de preferência pelo menos 1000 MPa, mais preferivelmente pelo menos 1100 MPa, mais preferivelmente pelo menos 1300 MPa.

[00042] O módulo de elasticidade é, no máximo, 1800 MPa, de preferência, no máximo, 1700 MPa, mais preferivelmente no máximo 1650 MPa.

[00043] O copolímero de propileno heterofásico é produzido utilizando um catalisador Ziegler-Natta.

[00044] As fibras de bambu mostram um comprimento

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11/29 médio de, no máximo, 1500 pm, de preferência, no máximo, 1300 pm, mais preferivelmente no máximo 1000 pm, mais preferivelmente no máximo 800 pm.

[00045] Um comprimento médio de fibras de bambu de no máximo 1500 pm, de preferência 1000 pm é preferido para obter um bom módulo de flexão ou para melhorar o módulo de flexão na composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu. Um comprimento médio de fibras de bambu de no máximo 800 pm, de preferência 500 pm é preferido para melhorar as propriedades de impacto (ou seja, a força de impacto Charpy com entalhe a 23°C) sobre a composição de polipropileno reforçada com fibras de bambu. Contudo, bons resultados em termos de propriedades de impacto podem também ser conseguidos com fibras de bambu de, no máximo, 1500 pm.

[00046] A densidade das fibras de bambu é pelo menos 0,3 g/cm³, de preferência pelo menos 0,4 g/cm³, mais preferencialmente pelo menos 0,5 g/cm³, mais preferencialmente pelo menos 0,6 g/cm³. De preferência, a densidade das fibras de bambu é na faixa de 0,6 a 1,4 g/cm³e/ou o teor de água das fibras é de pelo menos 5% em peso, preferencialmente pelo menos 6% em peso. De acordo com a invenção não há necessidade de secar as fibras de bambu antes de misturá-las com o copolímero de propileno heterofásico.

[00047] A densidade aparente das fibras de bambu é no máximo de 0,25 g/cm³, preferencialmente no máximo de 0,22 g/cm³.

[00048] Em uma modalidade, as composições de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreendem de 2 a 17% em peso de fibras de bambu, de preferência de 3% em peso a 15% em peso, de preferência de 5% em peso a 10% em peso.

[00049] Em uma outra modalidade da invenção, as composições de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreendem desde mais do que 17% em peso a 40% em peso, de preferência de 18 a 40% em peso de fibras de bambu, de preferência de 20% em peso a 35% em peso,

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12/29 de preferência de 25% em peso a 30% em peso.

[00050] O agente de acoplamento é, de preferência polipropileno maleado (MAPP). O agente de acoplamento pode ser preparado por mistura reativa direta de polipropileno com anidrido maleico (MAH) e um iniciador de peróxido de acordo com o método descrito em C. W. Lin, J. Mater. Sci., Lett, 12, 612-614 (1993). O MAPP também pode ser comprado a de fabricantes. O agente de acoplamento é selecionado para mostrar um teor de anidrido maleico de pelo menos 1% em peso, preferencialmente, o teor de anidrido maleico é compreendido entre 1 e 5% em peso da composição de polipropileno maleado.

[00051] De preferência, a composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreende, pelo menos, 0,1% em peso em relação ao peso total da composição de um agente de acoplamento, de um modo preferido, pelo menos 0,3% em peso, mais preferencialmente pelo menos 0,5% em peso, e/ou, no máximo, 8% em peso em relação ao peso total da composição de um agente de acoplamento, de preferência no máximo 6% em peso, mais preferivelmente no máximo 5% em peso.

[00052] O material de enchimento inorgânico é selecionado dentre o grupo consistindo em: talco, carbonato de cálcio, hidróxido de cálcio, sulfato de bário, mica, silicato de cálcio, argila, caulinita, sílica, alumina, volastonita, carbonato de magnésio, hidróxido de magnésio, óxido de titânio, óxido de zinco, sulfato de zinco, e suas combinações. De preferência a carga inorgânica é talco.

[00053] A presença de excipiente inorgânico na composição ajuda a aumentar o módulo de flexão dos artigos produzidos a partir da referida composição, mas também aumentará a sua densidade.

[00054] De preferência, a composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreende de 1 a 30% em peso em relação ao peso total da composição de um excipiente inorgânico, de preferência de 5 a 20% em peso, e mais preferivelmente de 8 a 15% em peso.

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13/29 [00055] É ainda outro objetivo da invenção divulgar um método para a preparação de uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, tal como definido acima, compreendendo as etapas de:

- introduzir o copolímero heterofásico de polipropileno e o agente de acoplamento a uma extrusora através de uma primeira porta de alimentação para formar uma mistura;

- misturar a mistura até um estado fundido;

- amassar a mistura fundida com fibras de bambu e excipiente inorgânico, opcionalmente, as fibras de bambu e o excipiente orgânico opcional sendo introduzidos no extrusor através de uma segunda porta de alimentação localizada à jusante da primeira porta de alimentação.

[00056] Em uma modalidade preferida, as fibras de bambu não são submetidas a uma etapa de pré-secagem antes de ser introduzida na extrusora. Por conseguinte, as fibras de bambu são introduzidas na extrusora em um estado não previamente seco.

[00057] Em outra modalidade, as fibras de bambu são submetidas a uma etapa de pré-secagem, antes de serem introduzidas na extrusora, tal etapa de pré-secagem sendo realizada mantendo a temperatura de secagem inferior a 100°C.

[00058] Um outro objetivo da invenção é a utilização de uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu como acima definido para a produção de artigo moldado, preferencialmente artigos moldados por injeção.

[00059] A invenção também divulga um artigo compreendendo uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, tal como definido acima. De preferência, o artigo foi produzido por moldagem por injeção.

[00060] De preferência, os artigos produzidos por moldagem por injeção de acordo com a invenção apresentam um módulo de elasticidade de pelo menos 1100 MPa e uma resistência à tração de pelo

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14/29 menos 19 MPa.

[00061] De preferência, os referidos artigos são selecionados a partir de acabamento automotivo, acabamento automotivo de interior, elemento estrutural automotivo.

Descrição detalhada da invenção [00062] Ao longo do presente pedido, os termos polipropileno e polímero de propileno podem ser usados como sinônimos.

[00063] A expressão % em peso ou %m (percentagem em peso), aqui e em toda a descrição, a menos que definido de outro modo, refere-se ao peso relativo do respectivo componente com base no peso total da formulação.

Preparação do copolímero de propileno heterofásico [00064] Os copolímeros de propileno heterofásicos compreendem uma fase de matriz de polímero de propileno e uma fase dispersa de uma borracha. De preferência, a borracha é borracha de propileno etileno.

[00065] Os copolímeros heterofásicos de propileno da presente invenção, tal como definido acima, são produzidos por polimerização sequencial em uma série de reatores de polimerização na presença de um sistema catalítico, em que em uma primeira etapa de polimerização do polímero de propileno é produzido, e em uma segunda etapa de polimerização a borracha é produzida por copolimerização de etileno e pelo menos uma outra olefina diferente do etileno. O sistema catalítico é adicionado à primeira etapa de polimerização.

[00066] O sistema catalítico compreende um catalisador de Ziegler-Natta. O termo catalisadores de Ziegler-Natta refere-se a catalisadores de fórmula geral MXn, em que M é um elemento de metal de transição selecionado do grupo IV a VII, em que X é um halogênio, e em que n é a valência do metal. De preferência o metal é titânio, cromo ou vanádio. Mais preferencialmente, o metal é titânio.

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15/29 [00067] O sistema catalítico de Ziegler-Natta de acordo com a invenção compreende um composto de titânio possuindo pelo menos uma ligação titânio-halogênio e um doador de elétron interno, ambos em um suporte adequado, um composto organoalumínio, e um doador externo opcional. Um suporte adequado é, por exemplo, um halogeneto de magnésio em uma forma ativa. Um doador externo adequado (ED) é, por exemplo, um ftalato ou um succinato ou um composto diéter.

[00068] O composto organoalumínio utilizado no processo da presente invenção é de trietil alumínio (TEAL). Vantajosamente, o trietil alumínio tem um teor de hidreto, expresso como AlH3, inferior a 1,0% em peso em relação ao trietil alumínio. Mais preferivelmente, o teor de hidreto é inferior a 0,5% em peso, e mais preferencialmente, o teor de hidreto é inferior a 0,1% em peso. Não se afasta do âmbito da invenção se o composto organoalumínio contiver pequenas quantidades de outros compostos da família de trialquilalumínio, tal como triisobutil alumínio, tri-n-butil-alumínio, e compostos de alquil alumínio de cadeia linear ou cíclica contendo dois ou mais átomos de Al, desde que apresentem um comportamento de polimerização comparável a TEAL.

[00069] No processo da presente invenção, a razão molar Al/Ti não é particularmente especificada. No entanto, é preferível que a razão molar Al/Ti seja de no máximo 100.

[00070] Se um doador externo está presente, é preferível que a razão molar Al/ED, com ED denotando doador de elétrons externo, é, no máximo, de 120, mais preferencialmente é na faixa de 5 a 120, e mais preferivelmente na faixa de 10 a 80.

[00071] Antes de ser alimentado ao reator de polimerização de um modo preferido o sistema catalítico é submetido a uma pré-mistura e/ou uma etapa de pré-polimerização. Na etapa de pré-mistura, o trietil alumínio (TEAL) e de doador de elétrons externo (ED) - se presente -, que tenham sido pré-contatados, são misturados com o catalisador de Ziegler

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Natta, a uma temperatura na faixa de 0°C até 30°C, de preferência na faixa de 5°C a 20°C, por até 15 min. A mistura de TEAL, doador de elétrons externo (se presente) e o catalisador de Ziegler-Natta é pré-polimerizada com propileno a uma temperatura na faixa de 10°C a 100°C, preferencialmente na faixa de 10°C a 30°C, durante 1 a 30 minutos, de preferência durante 2 a 20 min.

[00072] Na primeira etapa, a polimerização de propileno e um ou mais co-monômeros opcionais pode, por exemplo, ser realizada em propileno líquido como meio de reação (polimerização em massa). Pode ainda ser realizada em diluentes, tal como um hidrocarboneto que é inerte sob condições de polimerização (polimerização em lama). Ele também pode ser realizado na fase gasosa. Esses processos são bem conhecidos para um técnico no assunto.

[00073] Os diluentes que são adequados para serem utilizados de acordo com a presente invenção podem compreender, mas não estão limitados a, diluentes, tais como hidrocarbonetos alifáticos, cicloalifáticos e solventes de hidrocarboneto aromático, ou versões halogenadas destes solventes. Exemplos não limitativos ilustrativos de solventes são o butano, isobutano, pentano, hexano, heptano, ciclopentano, ciclo-hexano, cicloheptano, ciclopentano metilo, metilciclohexano, isooctano, benzeno, tolueno, xileno, clorofórmio, clorobenzenos, tetracloroetileno, dicloroetano e tricloroetano.

[00074] Para a presente invenção, os polímeros de propileno são de preferência produzidos por polimerização em propileno líquido a temperaturas na faixa de 20°C a 100°C. De preferência, as temperaturas estão na faixa de 60°C a 80°C. A pressão pode ser atmosférica ou superior. De preferência, a pressão situa-se entre 25 e 50 bar.

[00075] O hidrogênio é utilizado para controlar os comprimentos de cadeia dos polímeros de propileno. Para a produção de um polímero de propileno com MFI maior, ou seja, com um peso molecular médio mais baixo e cadeias de polímero mais curtas, a concentração de hidrogênio no

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17/29 meio de polimerização deve ser aumentada. Inversamente, a concentração de hidrogênio no meio de polimerização tem de ser reduzida a fim de produzir um polímero de propileno com MFI baixo, isto é, com elevado peso molecular médio e as cadeias de polímero mais longas.

[00076] Em uma modalidade da invenção, a matriz de polímero de propileno compreende pelo menos duas frações de homopolímero de propileno de diferentes índices de escoamento em fusão, em que a proporção do índice de escoamento em fusão da fração com maior índice de escoamento em fusão e o índice de escoamento em fusão da fração com o menor índice de escoamento em fusão é na faixa de 3 a 400. Tal homopolímero de propileno bimodal é preferencialmente produzido em uma unidade de polimerização tendo dois reatores de circuito fechado em série.

[00077] Em tal arranjo sequencial de reatores de polimerização, o homopolímero de propileno retirado de um reator é transferido para o seguinte na série, em que a polimerização é continuada. Para produzir frações de homopolímero de propileno de índices diferentes, as condições de polimerização nos respectivos reatores de polimerização precisam ser diferentes, por exemplo, em que a concentração de hidrogênio nos reatores de polimerização seja diferente.

[00078] O índice de escoamento em fusão (MFI₂) do polímero de propileno produzido no segundo reator é calculado usando:

Log (MFI_final) = w1 Log (MFI1) + w₂ Log (MFI₂) em que MFI_Final é o índice de escoamento em fusão do polímero de propileno total produzida, MFI1 e MFI₂ são os respectivos índices de escoamento em fusão das frações de polímeros de propileno produzidos no primeiro e no segundo reatores de polimerização em ciclo, e W1 e W₂ são as respectivas frações em peso dos polímeros de propileno produzidos no primeiro e no segundo reatores de polimerização em ciclo tal como expressos em % em peso do total do polímero de propileno produzido nos dois reatores de polimerização em ciclo. Estas frações em peso são também comumente

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18/29 descritas como a contribuição do respectivo ciclo.

[00079] A matriz de polímero de propileno, preferivelmente de homopolímero de propileno, pode ser feita, por exemplo, em reatores de ciclo ou em um reator de fase gasosa. O polímero de propileno produzido desta forma, em uma primeira etapa de polimerização, é transferido para uma segunda etapa de polimerização, em um ou mais reatores secundários, onde o etileno e pelo menos uma outra olefina diferente de etileno são adicionados para produzir a borracha. Por exemplo, a olefina adicional é o polipropileno. Assim, a borracha de etileno é produzida de borracha de propileno (EPR). De preferência, esta etapa de polimerização é feita em um reator de fase gasosa.

[00080] O copolímero de propileno pode ser preparado utilizando um catalisador de morfologia controlada, que produz domínios esféricos de borracha dispersos em uma matriz de polipropileno. A quantidade e as propriedades dos componentes são controladas pelas condições do processo.

[00081] O peso molecular médio da borracha, para o qual a viscosidade intrínseca nR é uma medida, é controlado através da adição de hidrogênio nos reatores de polimerização da segunda etapa de polimerização. A quantidade de hidrogênio adicionada é tal que a borracha de uma viscosidade intrínseca de 2,0 dl/g, e de, no máximo, 5,5 dl/g, medida em tetralina a 135°C seguindo a norma ISO 1628.

[00082] A contribuição da segunda etapa de polimerização, ou seja, o teor de borracha do copolímero de propileno heterofásico é de 5 a 50% em peso em relação ao peso total do copolímero de propileno heterofásico.

[00083] Os copolímeros heterofásicos de propileno de acordo com a invenção podem conter aditivos, tais como, a título de exemplo, antioxidantes, estabilizadores de luz, removedores de ácido, retardadores de chama, lubrificantes, aditivos anti-estáticos, agentes de nucleação/clarificação,

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19/29 corantes. Uma visão geral de tais aditivos pode ser encontrada em Plastics Additives Handbook, ed. H. Zweifel, 5^th edition, 2001, Hanser Publishers.

[00084] Os antioxidantes utilizados nos copolímeros heterofásicos de propileno da presente invenção têm, preferivelmente, propriedades anti-desvanecimento de gás. Os antioxidantes preferidos são selecionados a partir do grupo consistindo em fosfitos, fenóis impedidos, estabilizadores de amina impedida e hidroxilaminas. Um exemplo de um antioxidante adequado para aditivação é uma mistura de Irgafos 168 e Irganox 3114. Alternativamente, antioxidantes livre de fenol para aditivação são tambem adequados, tal como, por exemplo, aqueles com base em estabilizadores de amina impedidos, fosfitos, hidroxilaminas ou qualquer combinação destes. Em geral, os antioxidantes são adicionados para o homopolímero de propileno em uma quantidade de 100 ppm a 2000 ppm com a quantidade exata dependendo da natureza do anti-oxidante, as condições de processamento e outros factores.

[00085] Exemplos de copolímeros heterofásicos de propileno adequados são apresentados na tabela 1. Tais copolímeros heterofásicos de propileno tem um índice de escoamento em fusão típico maior que 15 g/10 min a 230°C sob uma carga de 2,16 kg.

[00086] Após o último reator de polimerização, os polímeros são recuperados como um pó e podem então ser peletizados ou granulados.

Preparação da composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu [00087] A composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu é preparada de acordo com a invenção por extrusão, sobre uma linha de composição de extrusão. A composição é feita no extrusor de parafuso duplo com um diâmetro de parafuso de 26 mm e uma relação L/D = 44. Um ou mais copolímeros de polipropileno heterofásicos e o agente de acoplamento são adicionados através de um primeiro orifício de alimentação.

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As fibras de bambu, bem como o excipiente inorgânico opcional são adicionadas através de uma segunda porta de alimentação localizada a jusante, em um ponto em que o plástico já tenha fundido. Esta disposição reduz a degradação por rompimento das fibras de bambu pelos parafusos. O tempo de residência das fibras de bambu na extrusora é menor que o tempo de residência do copolímero de propileno heterofásico. A temperatura de extrusão foi de 200°C e o rendimento foi de 25 kg/h.

[00088] A tecnologia de extrusão de composição é bem conhecida do técnico no assunto e não será adicionalmente descrita.

Métodos de ensaio [00089] O índice de fluidez a quente foi medido de acordo com ISO 1133, condição L, utilizando um peso de 2,16 kg e uma temperatura de 230°C ou 190°C.

[00090] Um método padrão para medir xileno solúvel está descrito na norma ISO 16152 (equivalente a norma ASTM D5492-10).

[00091] Xilenos solúveis (XS) foram determinados como se segue: Entre 4,5 e 5,5 g de polímero de propileno foram pesados para um balão e 300 ml de xileno foram adicionados. O xileno foi aquecido sob agitação a refluxo durante 45 minutos. A agitação foi continuada durante exatamente 15 minutos sem aquecimento. O frasco foi então colocado em um banho com termostato ajustado para 25°C +/- 1°C durante 1 hora. A solução foi filtrada através de papel de filtro Whatman n°4 e exatamente 100 ml de solvente foram recolhidas. O solvente foi então evaporado e o resíduo foi seco e pesado. A percentagem de xilenos solúveis (XS) foi em seguida calculada de acordo com:

XS (em % em peso) = (peso do resíduo/peso total inicial *

de PP) 300 com todos os pesos sendo nas mesmas unidades, tais como, por exemplo, em gramas.

[00092] Acetonas insolúveis são determinadas como se

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21/29 segue: 100 ml do filtrado da solução em xileno (ver acima) e 700 ml de acetona são agitados durante a noite à temperatura ambiente em um frasco hermeticamente fechado, tempo durante o qual se forma um precipitado. O precipitado é recolhido sobre um filtro de malha metálica com uma largura de malha de 0,056 mm, seco e pesado. A percentagem de acetonas solúveis (Aclns) foi em seguida calculada de acordo com:

Aclns (em % em peso) = (peso do resíduo/peso inicial de *

PP) 300 com todos os pesos sendo nas mesmas unidades, tais como, por exemplo, em gramas.

[00093] A quantidade de borracha no copolímero de propileno heterofásico ou no polímero resultante a partir da mistura de polímero, é determinada como a fração insolúvel de acetona da fração solúvel de xileno.

[00094] A viscosidade intrínseca da borracha é determinada usando a fração insolúvel de acetona da fração solúvel de xileno do copolímero de propileno heterofásico. A viscosidade intrínseca é determinada em um viscosímetro capilar em tetralina a 135°C.

[00095] O	módulo	de	elasticidade	foi	determinado	de
acordo com a norma ISO 527-2.
[00096] O	módulo	de	elasticidade	foi	determinado	de
acordo com a norma ISO 178.
[00097] Resistência	ao	Impacto de Charpy (com entalhe)

a 23°C ou -20°C foi determinada de acordo com a norma ISO 179.

[00098] Resistência ao Impacto de Izod (com entalhe) a 23°C foi determinada de acordo com a norma ISO 180.

[00099] Densidade do polipropileno ou da composição foi determinada de acordo com a norma ISO 1183.

Exemplos [000100] As vantagens das composições de polipropileno

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22/29 reforçado com fibras de bambu da invenção sobre as do estado da técnica são mostradas nos seguintes exemplos.

[000101] Exemplos de copolímeros de propileno heterofásicos adequados para a invenção, juntamente com as suas propriedades são apresentadas na tabela 1.

TABELA 1

	Unidade	PPC1	PPC2	PPC3	PPC4
Índice de escoamento em fusão (230°C, 2,16 kg)	g/10 min	18	25	50	70
Módulo de elasticidade	MPa	870	1400	1150	1600
Módulo de flexão	MPa	880	1300	1100	1500
Densidade	g/cm³	0,905	0,905	0,905	0,905
Resistência ao impacto de Izod (com entalhe) a 23°C	kJ/m²	>50	7	13,5	6,5
Resistência ao impacto de Charpy (com entalhe) a 23°C	kJ/m²	>50	8	Não medido	6
Quantidade de borracha	% em peso	25	13	19	15,5
Viscosidade intrínseca de borracha	dl/g				3,7

[000102] Se as misturas são consideradas, copolímero de propileno heterofásico com um índice de escoamento em fusão (230°C, 2,16 kg) inferior a 15 g/10 min pode ser misturado com, por exemplo, PPC4, a fim de produzir uma mistura de polímeros adequados para a invenção.

As composições da invenção [000103] Nos exemplos de exemplo da invenção E1 a E6, o agente de acoplamento é de polipropileno maleado (MAPP). Um exemplo de polipropileno maleado disponível no mercado é OREVAC^® CA100 comercializado pela Arkema. Tal polipropileno maleado mostra as seguintes propriedades:

- um índice de fusão (230°C/0,225 kg) de 10 g/10 min medido de acordo com ISO 1133, um ponto de fusão de 167°C, medido em

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23/29 conformidade com a norma ISO 11357-3,

- uma densidade de 0,905 g/cm3, medida de acordo com a norma ISO 1183, e

- um módulo de flexão de 880 MPa, medido de acordo com ISO a 178.

[000104] E1 é uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu de acordo com a invenção compreendendo 30% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno com fibras de bambu, mostrando um comprimento médio de 1000 pm com uma densidade variando de 0,6 a 1,4 g/cm³, foi produzido usando PPC4 como o copolímero de propileno heterofásico e MAPP como agente de acoplamento.

[000105] E2 é uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu de acordo com a invenção compreendendo 20% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno com fibras de bambu, mostrando um comprimento médio de 3000 pm com uma densidade variando de 0,6 a 1,4 g/cm³, foi produzido usando PPC2 como o copolímero de propileno heterofásico e MAPP como agente de acoplamento.

[000106] E3 é uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu de acordo com a invenção compreendendo 10% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno com fibras de bambu, mostrando um comprimento médio de 1000 pm com uma densidade variando de 0,6 a 1,4 g/cm³, foi produzido usando PPC1 como o copolímero de propileno heterofásico e MAPP como agente de acoplamento. A composição contém 2,5% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de MAPP. O impacto de Charpy com entalhe à temperatura de -20°C, de acordo com a norma ISO 179 é de 4,4 kJ/m ² [000107] E4 é uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu de acordo com a invenção compreendendo 5% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno com fibras de bambu, mostrando um comprimento médio de 1000 pm com uma densidade variando

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24/29 de 0,6 a 1,4 g/cm ³, foi produzido usando PPC1 como o copolímero de propileno heterofásico e MAPP como agente de acoplamento. A composição contém 1,5% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de MAPP. Nessa composição, as fibras de bambu não foram submetidas a uma etapa de pré-secagem antes de ser introduzida na extrusora. O impacto de Charpy com entalhe à temperatura de -20°C, de acordo com a norma ISO 179 é de 4,7 kJ/m ² [000108] E5 é uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu de acordo com a invenção compreendendo 5% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno com fibras de bambu, mostrando um comprimento médio de 1000 pm com uma densidade variando de 0,6 a 1,4 g/cm ³, foi produzido usando PPC1 como o copolímero de propileno heterofásico e MAPP como agente de acoplamento. A composição contém 1,5% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de MAPP. O impacto de Charpy com entalhe à temperatura de 20°C, de acordo com a norma ISO 179 é de 4,9 kJ/m ² [000109] E6 é uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu de acordo com a invenção compreendendo 5% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno com fibras de bambu, mostrando um comprimento médio de 1000 pm com uma densidade variando de 0,6 a 1,4 g/cm³, foi produzido usando PPC3 como o copolímero de propileno heterofásico e MAPP como agente de acoplamento. A composição contém 1,5% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de MAPP. O impacto de Charpy com entalhe à temperatura de -20°C, de acordo com a norma ISO 179 é de 3,6 kJ/m ² [000110] C1 é um exemplo comparativo de resina de injeção de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreendendo 30% em peso de fibras de bambu. Tal resina é comercializada como HU 30BF4 por Eurostar Engineering Plastics.

[000111] C2 é um exemplo comparativo de uma

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25/29 composição de propileno reforçado com talco. Para E5, as fibras de bambu foram submetidas a uma etapa de pré-secagem a 80°C antes de ser introduzida na extrusora, o que não era o caso para E3, E4 e E6. Sem a etapa de pré-secagem, as fibras mostraram um teor de água de 9,78% em peso. Depois de serem sujeitadas à etapa de pré-secagem, as fibras mostraram um teor de água de 2,05% em peso.

[000112] Suas propriedades são relatadas na tabela 2.

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TABELA 2

	Unidade	E1	E2	E3	E4	E5	E6	C1	C2
Quantidade de fibras de bambu	% em peso	30	20	10	5	5	5	30	-
Comprimento médio das fibras de bambu	pm	1000	3000	1000	1000	1000	1000	Desconhecido
Quantidade de excipiente inorgânico	% em peso	-	-	-	-	-	-	-	20
Índice de escoamento em fusão (190°C, 2,16kg)	g/10 min	17,5	7,0	5,5	6,3	6,5	8,5	Não medido	Não medido
Índice de escoamento em fusão (230°C, 2,16kg)	g/10 min	30	Não medido	13,2	15,5	16,4	24	6,7	13
Densidade	g/cm³	1,00	0,985	0,912	0,906	0,907	0,906	1,00	1,04
Módulo de flexão	MPa	3500	2546	1336	1128	1149	1220	3000	2500
Impacto de Charpy com entalhe a 23°C	kJ/m²	3	4,3	17,5	23,6	23,3	10,01	3,6	4,5

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27/29 [000113] A partir da tabela 2 pode ver-se que, para uma densidade similar e um teor de peso similar de fibras de bambu, a composição E1 da invenção mostra melhorias no índice de escoamento em fusão e no módulo de flexão em comparação com C1.

[000114] As outras composições inventivas E2 a E6 tem teor de fibras de bambu menor do que C1. E2 a E6 mostram melhora da densidade, portanto, um peso reduzido.

[000115] E2 mostra uma clara melhoria na processabilidade (índice de escoamento em fusão mais elevado) e nas propriedades de impacto em comparação com C1. Quando comparado a C2, a composição E2 da invenção mostra uma clara melhoria em relação à densidade.

[000116] Onde as composições da invenção compreendem desde mais que 17 a 40% em peso, de preferência de 18 a 40% em peso de fibras de bambu, índice de escoamento em fusão melhorado de, pelo menos, 7 g/10 min (medido a 190°C sob uma carga de 2,16 kg) ou de pelo menos 15 g/10 min (medido a 230°C sob uma carga de 2,16 kg) pode ser alcançado. O módulo de flexão (rigidez) das composições é de pelo menos 2500 MPa.

[000117] Os melhores resultados no que diz respeito à densidade são alcançados pelas composições da invenção que compreendem de 2 a 17% em peso de fibras de bambu, ou seja, E3 a E6, em comparação com C1 e C2. Melhoria na processabilidade (índice de escoamento) é alcançada, em particular no que diz respeito a C1, enquanto rigidez aceitável é mantida. Melhoria nas propriedades de impacto pode também ser observada. Para as composições da invenção que compreendem de 2 a 17% em peso de fibras de bambu, o Charpy com entalhe (a 23°C) é, pelo menos, 8 kJ/m ², de preferência pelo menos 10 kJ/m ². Para as composições da invenção que compreendem de 2 a 17% em peso de fibras de bambu, o Charpy com entalhe (a -20°C) é, pelo menos, 3,5 kJ/m ², de preferência pelo menos 4 kJ/m ². O

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28/29 módulo de flexão (rigidez) das composições é de pelo menos 1100 MPa.

[000118] Comparação entre E4 e E5 mostra que, de acordo com a invenção, a etapa de pré-secagem das fibras de bambu, antes de ser introduzida na extrusora pode ser opcional.

Moldagem por Injeção [000119] Depois de serem extrudadas, as composições inventivas E3 a E6 foram secadas 16 horas a 60°C antes de serem injetadas a 200°C. De preferência a temperatura de injeção é, no máximo, 200°C, para evitar a queima das fibras de bambu.

[000120] A determinação das propriedades de tração dos produtos injetados foi feita em conformidade com a norma ISO 527-2 (2012). O comprimento da amostra foi de 50 mm. Os resultados estão indicados na tabela 3.

TABELA 3

	Unidade	E1	E3	E4	E5	E6
Módulo de elasticidade	MPa	3300	1356	1110	1134	1306
Resistência à tração máxima (Rm)	MPa	34	20,71	19,36	19,42	22,27
Elongação máxima	%	Não medido	4,53	5,03	4,83	4,03
Tensão de tração no ponto de quebra (FR)	MPa	34	19,07	17,16	17,18	20,03

[000121] A partir dos exemplos acima, pode ser visto que os artigos produzidos por moldagem por injeção, a partir de composições da invenção que compreendem de 2 a 17% em peso de fibras de bambu, mostra um módulo de elasticidade de pelo menos 1100 MPa e uma resistência à tração de pelo menos 19 MPa. O alongamento na resistência à tração é pelo menos 4%. Considerando que os artigos produzidos por moldagem por injeção, a partir de composições da invenção que compreendem desde mais do que 17% em peso a 40% em peso, de preferência de 18 a 40% em peso, de fibras

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29/29 de bambu, mostra um módulo de elasticidade de pelo menos 2500 MPa, de preferência pelo menos 3000 MPa e uma resistência à tração de pelo menos 20 MPa, de preferência pelo menos 30 MPa.

[000122] As propriedades mecânicas dos artigos produzidos a partir de composições da invenção que compreendem entre 2 e 17% em peso de fibras de bambu, por exemplo E3 e E4, permitem que os referidos artigos a serem utilizados na indústria automotiva como acabamento, em particular, como acabamentos de interior de automóveis, que exigem comportamento de alto impacto.

[000123] As propriedades mecânicas dos artigos produzidos a partir de composições da invenção que compreendem a partir de mais de 17% em peso a 40% em peso, de preferência de 18 a 40% em peso de fibras de bambu, por exemplo, E1, permite que os referidos artigos a serem utilizados na indústria automotiva, como elementos estruturais que requerem elevada rigidez.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu caracterizada pelo fato de que compreende:

a) pelo menos 50% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de um copolímero de propileno heterofásico;

b) de 2 a 40% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de fibras de bambu;

c) de 0,1 a 10% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de um agente de acoplamento;

d) de 0 a 30% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de um excipiente inorgânico;

a referida composição apresentando as seguintes propriedades:

o índice de escoamento em fusão é, pelo menos 5 g/10 min a 190°C sob uma carga de 2,16 kg de acordo com ISO 1133, condição L;

a densidade está na faixa de 0,900 e 1,010 g/cm ³, de acordo com a norma ISO 1183; o módulo de flexão está na faixa de 1100 MPa e 4000 MPa, de acordo com a norma ISO 178.
2. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a força de impacto de Charpy com entalhe a 23°C, de acordo com a norma ISO 179, é de pelo menos 3 kJ/m ²
3. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que de 2 a 17% em peso de fibras de bambu e a força de impacto de Charpy com entalhe a 23°C, de acordo com a norma ISO 179, é de pelo menos 8 kJ/m².
4. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a força de impacto de Charpy com entalhe à temperatura de -20°C, de acordo com a norma ISO 179, é de pelo menos 3,5 kJ/m².
5. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de

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2/4 acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o índice de escoamento em fusão da composição medido a 190°C sob uma carga de 2,16 kg de acordo com ISO 1133, condição L, é de pelo menos 6 g/10 min.
6. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, em que o copolímero de propileno heterofásico compreendendo um polipropileno em uma fase de matriz e uma borracha em uma fase dispersa; caracterizada pelo fato de que:

- o polipropileno na fase de matriz compreende propileno e, no máximo, 1% em peso, em relação ao peso total da referida composição de polipropileno, de um ou mais co-monômeros selecionados a partir do grupo que consiste em etileno e C₄-C₁₀ alfa-olefinas;

- a borracha na fase dispersa apresenta uma quantidade de pelo menos 5% em peso até, no máximo, 30% em peso em relação ao peso total do copolímero de propileno heterofásico.
7. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o copolímero de propileno heterofásico apresenta as seguintes propriedades:

i. um índice de escoamento em fusão medido a 230°C sob uma carga de 2,16 kg de acordo com ISO 1133, condição L, de pelo menos 15 g/10 min;

ii. um módulo de flexão de pelo menos 850 MPa e de, no máximo, 1800 MPa;

iii. uma densidade de pelo menos 0,890 g/cm³.
8. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o comprimento médio das fibras de bambu é de no máximo 1500 pm.
9. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato

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3/4 de que a composição compreende de 2 a 17% em peso de fibras de bambu ou de mais do que 17% em peso a 40% em peso.
10. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o agente de acoplamento é polipropileno maleado (MAPP).
11. Composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu compreende:

- pelo menos 0,1% em peso em relação ao peso total da composição de um agente de acoplamento, e/ou, no máximo, 6% em peso em relação ao peso total da composição de um agente de acoplamento, e/ou

- de 0 a 30% em peso em relação ao peso total da composição de polipropileno de um excipiente inorgânico;
12. Método para a preparação de uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

- introduzir o copolímero heterofásico de polipropileno e o agente de acoplamento a uma extrusora através de uma primeira porta de alimentação para formar uma mistura;

- misturar a mistura até um estado fundido;

- amassar a mistura fundida com fibras de bambu e excipiente inorgânico, opcionalmente, as fibras de bambu e o excipiente orgânico opcional sendo introduzidos no extrusor através de uma segunda porta de alimentação localizada à jusante da primeira porta de alimentação.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as fibras de bambu são introduzidas na extrusora em um estado não previamente seco.
14. Uso de uma composição de polipropileno reforçado com fibras

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ΑΙΑ de bambu conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de ser para a produção de artigo moldado.
15. Artigo compreendendo uma composição de polipropileno reforçado com fibras de bambu conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o artigo seja produzido por moldagem por injeção.
16. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o artigo é um acabamento automotivo, um acabamento de interior de automóveis, ou um elemento estrutural de automóvel.