Estudo do efeito da radiação gama em compósitos de poli(cloreto de vinila) e pentóxido de nióbio

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: ARAÚJO, Tiago Lopes de
• Orientador(a): ALMEIDA, Yêda Medeiros Bastos de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Poli(cloreto de vinila); Pentóxido de nióbio; Compósitos; Irradiação gama; Estabilização radiolítica; Estabilidade térmica; Poly(vinyl chloride); Niobium pentoxide; Composites; Gamma irradiation; Radiolytic stabilization; Thermal stability
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/18798

O poli(cloreto de vinila) (PVC) é empregado na fabricação de embalagens para alimentos e alguns produtos para saúde. Em geral, esses produtos precisam ser esterilizados antes de serem consumidos. Um dos métodos utilizados para esse fim é a irradiação gama. Todavia, esse tipo de radiação ionizante promove alterações na estrutura das cadeias poliméricas, afetando as propriedades do PVC em maior ou menor grau. Dessa forma, é necessário adicionar determinadas substâncias à resina para estabilizar o material contra a irradiação. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da radiação gama em filmes de PVC e filmes de PVC contendo 1, 3 e 5 % (m/m) de pentóxido de nióbio (Nb2O5), que é um composto inerte, atóxico e biocompatível. Os filmes foram preparados pela técnica de solution casting, utilizando tetraidrofurano como solvente, e os corpos de prova foram irradiados nas doses de 25 e 50 kGy em temperatura ambiente. Foram utilizadas uma resina de PVC comercial obtida pelo processo de polimerização em suspensão, com massa molar média viscosimétrica igual a 201 kg/mol, e uma amostra de Nb2O5 cujas partículas apresentavam formato irregular, diâmetro volumétrico médio igual a 77 µm e estrutura cristalina monoclínica. Os efeitos da radiação gama e/ou do óxido na matriz polimérica foram avaliados através de viscosimetria de soluções diluídas, colorimetria, ensaio mecânico de tração, análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia no infravermelho médio por transformada de Fourier (FT-MIR). Os resultados da viscosimetria de soluções diluídas mostraram que o percentual de 5 % (m/m) de Nb2O5 conferiu proteção radiolítica ao polímero, diminuindo os eventos de cisão das cadeias principais em relação à matriz de PVC. De acordo com os ensaios colorimétricos, os filmes se tornaram mais escuros e mais amarelados, tanto em função do aumento do percentual de óxido quanto do aumento da dose de radiação. Para o mesmo material, a exposição à radiação gama não causou mudanças significativas nas propriedades mecânicas avaliadas pelo ensaio mecânico de tração (tensão na força máxima, módulo de Young e alongamento percentual na força máxima). Por outro lado, a presença do Nb2O5 nos sistemas contribuiu para diminuir o valor dessas propriedades. Os resultados da TGA mostraram que a radiação gama reduziu a estabilidade térmica dos materiais preparados, enquanto que o óxido não a alterou significativamente. A exposição dos filmes à radiação gama contribuiu para reduzir a energia de ativação do processo de desidrocloração e aumentar a energia de ativação do processo de quebra das sequências de polienos, embora o óxido não tenha catalisado nenhum dos dois processos. Algumas modificações químicas provocadas pela irradiação dos filmes foram detectadas pela espectroscopia FT-MIR, empregando a reflectância total atenuada para a aquisição dos espectros. Também foi constatado que o Nb2O5 não apresentou atividade antibacteriana frente à Escherichia coli, avaliada pelo ensaio de macrodiluição em caldo com agitação.