Estudo do envelhecimento de dutos de polietileno de alta densidade (PEAD)

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Coelho, Natalia Nogueira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais
• Palavras-chave em Português: High-density polyethylene; Pipes; Ageing; Temperature; Oil; Diffusion; Tubos; Desgaste mecânico; Termoplásticos - Propriedades mecânicas; Compósitos poliméricos; Polietileno de alta densidade; Envelhecimento; Temperatura; Óleo LUBRAX OB 440; Difusão; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7970

O uso do polietileno como material de tubulação se deu a partir da década de 50 na América do Norte e desde então vem ganhando espaço no mercado. Entre os polietilenos utilizados, destaca-se o polietileno de alta densidade (PEAD). Apesar de suas excelentes propriedades, o PEAD pode ter seu tempo de uso limitado em muitas situações dependendo da sua área de aplicação. Conhecer os diferentes mecanismos que atuam sobre um material polimérico ajuda a prevenir e a controlar o modo e o momento de falha. O objetivo desse trabalho é a caracterização do Polietileno de Alta Densidade usado na fabricação de dutos, antes e após o envelhecimento, por ação do óleo LUBRAX OB 440, sob temperatura ambiente e na temperatura de 50°C, durante os intervalos de tempo de uma, três, seis e doze semanas. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios mecânicos de tração e impacto. A caracterização das amostras também foi efetuada através de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), determinações de índice de fluidez (MFI), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), gravimetria e pela determinação da absorção de óleo pelas amostras durante o tempo de imersão. Os resultados obtidos demonstraram que a temperatura é uma variável que exerce influência significativa no processo de envelhecimento do polímero no óleo, visto que as propriedades mecânicas do PEAD envelhecido a temperatura ambiente, quase não sofreram variações durante o período de imersão. As amostras submetidas ao envelhecimento a 50°C, entretanto, apresentaram um aumento na resistência ao impacto e tendência a diminuição do módulo de elasticidade. O resultado dos ensaios de DSC das amostras envelhecidas mostrou que as amostras submetidas ao processo de envelhecimento em óleo apresentaram um aumento do índice de cristalinidade, independente da temperatura utilizada. Esse resultado foi corroborado pelo ensaio de DRX. A análise termogravimétrica, a gravimetria e o FTIR mostraram que o fenômeno de difusão do óleo na amostra é fortemente influenciado pela temperatura. As análises de FTIR para as amostras envelhecidas à temperatura ambiente e à temperatura de 50°C apresentaram um pico em 1377 cm-1 correspondente à difusão do óleo LUBRAX na matriz polimérica. A microscopia eletrônica de varredura do PEAD envelhecido, mostrou o efeito mais acentuado do envelhecimento a 50°C, com a presença de buracos e regiões com rachaduras.