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DEGRADAÇÃO E ESTABILIZAÇÃO DE POLÍMEROS Prof. Dr.: Sergio H. Pezzin.

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1 DEGRADAÇÃO E ESTABILIZAÇÃO DE POLÍMEROS Prof. Dr.: Sergio H. Pezzin

2 Degradação e estabilização de polímeros Conceito: Degradação é qualquer reação química destrutiva dos polímeros, que pode ser causada por agentes físicos e/ou por agentes químicos. A degradação causa uma modificação irreversível nas propriedades dos materiais poliméricos, sendo evidenciada pela deterioração progressiva destas propriedades, incluindo o aspecto visual. J. A. M. Agnelli

3 Reações de degradação: Geralmente indesejáveis (alta durabilidade requerida) Benéficas para os casos de rejeitos poliméricos não-recicláveis

4 Compreensão dos Processos de degradação Estudo da estabilização

5 Tipos de Processos de Degradação: TÉRMICA: ocorre durante o processamento ou uso a T elevadas – pode envolver oxidação. MECÂNICA: ocorre pela aplicação de uma força física, podendo envolver fratura do material e quebra de cadeias poliméricas. ULTRASSÔNICA: a aplicação de som em certas frequências pode induzir a vibração das cadeias e quebrá-las. HIDROLÍTICA: ocorre em polímeros contendo grupos funcionais que são sensíveis à presença de água. A desesterificação é o principal processo. QUÍMICA: agentes químicos corrosivos ou certos gases (ex: O 3 ) podem atacar as funções estruturais básicas do polímero, causando quebra de cadeia e oxidação. BIOLÓGICA: é um processo que ocorre em polímeros que contém grupos funcionais que são atacados por micro-organismos. RADIAÇÃO: quando exposto à luz do sol ou à radiação de alta energia, o polímero (ou impurezas) absorverá radiação, induzindo reações que resultam na perda de propriedades importantes

6 Mudanças de propriedades As mudanças que ocorrem em um polímero durante a sua degradação dependem do tipo de processo de degradação envolvido. As mudanças de propriedades podem ser divididas em químicas e físicas, sendo que a importância relativa de cada um desses dois tipos depende do polímero, de sua forma física e dos aditivos, tais como estabilizantes e pigmentos. MUDANÇAS FÍSICAS: decréscimo na massa molecular, resistência à tração, alongamento, perda de brilho (pinturas), erosão superficial. MUDANÇAS QUÍMICAS: formação de insaturações e grupos funcionais tais como carbonilas, hidroperóxidos e hidroxilas. Apesar de interconectadas, frequentemente é difícil correlacioná-las. Métodos químicos/ espectroscópicos fornecem indicações dos estágios iniciais de degradação

7 Tipos de Degradação de Polímeros 1. EM RELAÇÃO À SEVERIDADE DA DEGRADAÇÃO: Superficial: altera o aspecto visual do material, principalmente a cor Estrutural: altera as propriedades mecânicas, térmicas, elétricas, etc. e compromete o desempenho estrutural do material polimérico

8 2. EM RELAÇÃO AOS MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO Degradação SEM cisão da cadeia principal do polímero: formação de ligações cruzadas substituição ou eliminação de grupos laterais ciclização Degradação COM cisão da cadeia principal do polímero: redução drástica da massa molecular degradação estrutural despolimerização

9 Condições mais freqüentes para os estudos de degradação / estabilização de polímeros 1. DEGRADAÇÃO EM PROCESSAMENTO: Termooxidação combinada com cisalhamento Curto prazo para ocorrer a degradação, mas condições severas Relacionada com a Qualidade do moldado

10 2. DEGRADAÇÃO EM CONDIÇÕES DE SERVIÇO: Termooxidação por uso contínuo em temperaturas elevadas (envelhecimento térmico em longo prazo) Contato com ambiente quimicamente agressivo em função da T e/ou solicitação mecânica Fotooxidação: exposição à radiação UV solar e às interpéries (envelhecimento em uso externo ou envelhecimento sob intemperismo) * relacionada com o Desempenho do produto


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