Estudo e caracterização das mudanças topográficas e molhabilidades de superfícies super-hidrofóbicas submetidas à desgaste abrasivo

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Hochudt, Marcelo Laert
• Orientador(a): Takimi, Antonio Shigueaki
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Hidrofobicidade; Alumínio; Silano; Tribologia; Desgaste abrasivo
• Palavras-chave em Inglês: Superhydrophobicity; Aluminum; Silane; Topography; Tribology
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/206097

A estabilidade mecânica das superfícies super-hidrofóbicas (SSHs) é um dos principais entraves para a sua aplicabilidade prática, por exemplo na forma de superfícies autolimpantes, anticongelantes, com baixo arraste hidrodinâmico e anticorrosão. Geralmente, os materiais utilizados para produzir a topografia especial necessária para a criação de SSHs são hidrofílicos, o que exige um revestimento hidrofóbico para alterar a química da superfície, que é outro requisito para a super-hidrofobicidade. Entretanto, essa abordagem apresenta suscetibilidade ao desgaste abrasivo causado por outra superfície que pode entrar em contato, destruindo ambas topografia controlada e revestimento aplicado, o que compromete a durabilidade das SSHs a longo prazo e assim sua aplicação. O presente trabalho visa avaliar a estabilidade mecânica de SSHs artificiais produzidas ao aplicar um filme de silano sobre superfícies previamente texturizadas de alumínio AA 1100, através de avaliação da alteração na topografia e na molhabilidade induzidas por desgaste abrasivo. As amostras foram inicialmente texturizadas por jateamento abrasivo, que foi avaliado em relação aos seus parâmetros e isotropia da textura superficial, sendo em seguida submetidas a um tratamento em água destilada e deionizada fervente para produzir uma camada porosa de oxi-hidróxido que auxilia na criação de uma rugosidade hierárquica e finalmente revestidas com silano (hexadeciltrimetoxissilano – HDTMS), com o objetivo de criar a superfície super-hidrofóbica. Os ensaios de caracterização da topografia e da molhabilidade consistiram de perfilometria óptica, microscopia eletrônica de varredura e medição do ângulo de contato e histerese do ângulo de contato, antes e depois do desgaste abrasivo realizado por diferentes ciclos no abrasímetro Taber. Os resultados apontam que o jateamento produz uma textura isotrópica ao mesmo tempo que a aleatoriedade das asperezas criadas induz a estados intermediários de super-hidrofobicidade. Além disso, foram observadas a diminuição do ângulo de contato estático e aumento da histerese do ângulo de contato, em consequência da alteração na topografia e possível remoção do revestimento causada pelo desgaste abrasivo.