Influência dos parâmetros de síntese nas características morfológicas de microcápsulas de poli(ureia-formaldeído) para uso em sistemas de autorreparo

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Carvalho, Ana Cláudia Medeiros de
• Orientador(a): Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Autorreparo; Síntese de microcápsulas; Planejamento fatorial; Poli(ureia-formaldeído)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25441

Materiais autorreparáveis apresentam a habilidade de restaurar possíveis danos produzidos durante sua aplicação, retomando suas propriedades iniciais após o reparo. A utilização de microcápsulas de ureia-formaldeído vem sendo estudada para promover essa funcionalidade em polímeros e compósitos de matriz polimérica. Essas microcápsulas, preenchidas com um líquido de reparo, devem ser fortes o suficiente para permanecerem intactas durante o processamento do material (polímero ou matriz polimérica de um material compósito) onde elas serão introduzidas, e devem romper facilmente liberando o líquido, quando houver dano. A partir dos parâmetros de sínteses utilizados na produção das microcápsulas é possível modificar suas propriedades, tais como: tamanho, espessura da parede, modificar rugosidade, aumentar resistência das paredes entre outros fatores. Além disso, investigar a influência dos parâmetros de síntese pode ajudar na produção de microcápsulas com características e tamanhos uniformizado, sendo um atrativo para sua produção em larga escala. Neste trabalho, parâmetros de síntese de microcápsulas de poli(ureia-formaldeído) foram avaliados, e um planejamento fatorial 22 com três pontos centrais foi montado com o objetivo de analisar a influência do pH e da taxa de agitação no tamanho médio e na espessura média das paredes das microcápsulas. Foi possível constatar que o tamanho das microcápsulas é influenciado pela agitação e que o pH exerce influência na espessura das paredes da casca. A partir dos resultados do planejamento experimental realizado, microcápsulas com diversos materiais de preenchimento tais como, óleos vegetais (óleo de soja, linhaça, coco e azeite de oliva), endodiciclopentadieno (DCPD) e 5-etilideno 2-norboneno (ENB) foram sintetizadas, apresentando as mesmas características morfológicas e de tamanho, apesar dos diferentes materiais de preenchimento. As microcápsulas sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Microcápsulas preenchidas com óleo de soja, óleo de linhaça e endo-DCPD, foram usadas em sistemas epóxi de revestimento ativado com habilidade de autorreparo, visando retardar a corrosão de placas metálicas, os óleos foram escolhidos em substituição ao endoDCPD devido à sua alta toxidade e forte odor. Placas com cápsulas preenchidas com óleos apresentaram excelentes resultados anticorrosivos, tendo como destaque o sistema contendo cápsulas preenchidas com óleo de soja, por ser, além de não tóxica, uma alternativa econômica aos outros materiais testados. Microcápsulas preenchidas com endo-DCPD foram utilizadas em testes de indentação para avaliação da eficiência de autorreparo, porém este teste não gerou trincas nos corpos de prova. Assim, o comportamento das microcápsulas obtidas nas condições ajustadas do planejamento fatorial, foi analisado em amostras de epóxi, por meio de testes onde as trincas foram produzidas utilizando uma lâmina, tendo sido comprovada a ruptura das microcápsulas como consequência da propagação da trinca. Microcápsulas com espessura de parede e tamanho adequados para sua utilização no sistema de autorreparo proposto foram obtidas, além disso, há indícios de autorreparo em algumas regiões da trinca, no entanto, é necessário um estudo de desaglomeração e dispersão das microcápsulas para aumentar a eficiência de reparo, além de um acréscimo na quantidade de catalisador à matriz de epóxi, para que o efeito de autorreparo em corpos de prova de polímeros ou materiais compósitos poliméricos seja melhor observado.