Tratamento superficial da borracha EPDM em pós-descarga de plasmas micro-ondas

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Jaison Vieira da Maia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Elastômeros; Borracha; Micro-ondas; Tratamento de superfícies; Energia de ativação; Engenharia de materiais; Engenharia química
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2947

O uso dos elastômeros no setor aeroespacial muitas vezes é limitado devido às inúmeras propriedades requeridas para sua aplicação. O programa espacial brasileiro está inclinado a substituir a borracha nitrílica (NBR) pela etileno-propileno-dieno-monômero (EPDM), no isolamento termomecânico utilizado em mísseis e motores-foguete. A borracha EPDM tem boas propriedades mecânicas, baixa densidade e reduzido custo de produção em relação à NBR. A objeção é o nível insatisfatório da adesão, o que torna imprescindível a realização de um processo de modificação superficial. O objetivo deste estudo é tratar a superfície da borracha EPDM em pós-descarga de plasma micro-ondas. Várias condições de tratamento foram investigadas pela técnica de goniometria, indicando a eficiência do tratamento no aumento da energia superficial da borracha. Posteriormente, a influência do tipo de gás e do tempo de tratamento foi examinada por meio da espectroscopia no infravermelho (FT-IR), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e ensaio de tração. Em relação à goniometria, para uma ampla faixa de condições de tratamento, os ângulos de contato reduziram em mais de 500%. Por outro lado, o aumento da carga máxima suportada no ensaio de tração ficou limitado a 25% quando comparado à amostra sem tratamento, o que reforça a falta de relação entre as mudanças na goniometria e a força de adesão. As técnicas de caracterização de FT-IR e XPS evidenciaram a oxidação da superfície, em especial a oxidação do enxofre. As análises por meio da microscopia revelaram mudanças no modo de falha para algumas condições de tratamento, mostrando a fragilização superficial da borracha. Conclusivamente, foi possível constatar que esse é um meio reacional complexo, e o que define a eficiência ou não do tratamento a plasma na adesão é a preponderância entre a criação de grupos funcionais favoráveis a adesão ou a geração de uma camada fracamente ligada que prejudica a força interfacial.