Efeito combinado de fotodegradação e stress cracking no poliestireno. - SOUSA, Alexandre Rangel de. (2004)
Os mecanismos de fotodegradação e stress cracking dos materiais políméricos têm sido amplamente investigados de forma independente, com grande número de relatos na literatura. Embora em condições de uso esses dois tipos de degradação possam ocorrer de forma combinada e/ou simultaneamente, não foram encontrados estudos abordando tal possibilidade. Este trabalho teve como objetivo investigar a influência da fotodegradação no stress cracking. Para isso, amostras de poliestireno moldadas por injeção foram previamente expostas por diferentes intervalos de tempo á radiação ultravioleta em laboratório e então submetidas ao butanol, que agiu como líquido de stress cracking, sob diferentes níveis de tensionamento e temperatura. Foram feitas caracterizações mecânicas, por meio de ensaios de relaxação de tensão e de tração em diferentes taxas de deformação; determinação da massa molar por cromatografia por exclusão de tamanho; análise de superfícies dos corpos-de-prova, inclusive as de fratura após testes mecânicos, por ensaios de microscopia ótica e eletrônica de varredura; e espectroscopia no ultravioleta e no visível. Os resultados indicaram que a fotodegradação provocou redução nas propriedades tênseis com o progresso do tempo de exposição até 40 dias. Após 60 dias, houve recuperação parcial. A radiação UV provocou grandes modificações na estrutura molecular do poliestireno, resultando na redução das propriedades mecânicas.O poliestireno virgem mostrou-se relativamente inerte ao ser exposto ao butanol na temperatura ambiente (23°C) sem tensionamento externo. Apesar da pequena absorção de líquido na temperatura ambiente, em tempos longos de exposição ao butanol (140 dias), as faces das amostras que sofreram incidência prévia da radiação ultravioleta por 30 dias mostraram-se intensamente fissuradas. Em exposições ao butano! na temperatura de 60°C, o poliestireno apresentou intensa plastificação. A avaliação da influência da fotodegradação no síress cracking, mediante ensaio de relaxação, indicou diferentes comportamentos entre o poliestireno virgem e o fotodegradado, com maiores valores de taxa de relaxação para este último, em ensaios realizados sob as mesmas condições. A resistência tênsil das amostras submetidas previamente ao ensaio de relaxação sob butanol caiu drasticamente em relação às amostras ensaiadas sem o liquido. Foi constatada uma complexa relação entre fotodegradação, tempo de contato entre o líquido e o polímero, velocidade de deformação e propriedades mecânicas. O aumento do nível de fotodegradação favoreceu a intensificação do stress cracking.