DEGRADAÇÃO E ESTABILIZAÇÃO DE POLÍMEROS

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DEGRADAÇÃO E ESTABILIZAÇÃO DE POLÍMEROS
Prof. Dr.: Sergio H. Pezzin
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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
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Reações de degradação:
Geralmente indesejáveis (alta durabilidade requerida)
Benéficas para os casos de rejeitos poliméricos não-recicláveis
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Compreensão dos Processos de degradação
 
Estudo da estabilização
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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: O3) 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
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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
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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
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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
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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
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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