Estudo da formação de rastos nucleares em polímeros - Delgado, Adriana de Oliveira (2007)
O campo da modificação de materiais, através da implantação iônica, vem crescendo amplamente, impulsionado pelas aplicações tecnológicas na biologia, medicina, eletrônica, e outras áreas. Um dos aspectos relacionados ao entendimento desses novos materiais é a identificação e caracterização dos danos produzidos, após a irradiação. Nesse trabalho, foi proposto estudar as modificações microscópicas, após irradiação com feixe de íons de alta energia, em três diferentes polímeros: o policarbonato(Makrofol KG), com espessura de 8 µm; o polialil diglicol carbonato PADC (CR39), espessura 900 µm; e o nitrato de celulose (LR115), espessura 12µm. As amostras foram irradiadas com feixe de Au de 350 MeV no acelerador Cíclotron do Hahn-Meitner Institut (HMI) em Berlim. As amostras de Makrofol KG foram dispostas em superposição de 6 folhas posicionadas perpendicularmente à direção do feixe e foram irradiadas com fluências de 10^8, 10^9 e 10^11 íons/cm^2. As amostras de CR39 e LR115 foram irradiadas com fluência de 10^9 íons/cm^2, sem superposição das amostras. O estudo comparativo dos danos estruturais nas amostras, antes e após a irradiação, foi realizado através de técnicas analíticas como Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (XRD), Análise com Detecção de Recuo Elástico (ERDA), e Corrosão Química, para visualização e caracterização dos poros através do microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. A análise FTIR das amostras mostrou haver diminuição do número de ligações simples, em favor do aumento do número de ligações duplas e triplas, após irradiação das amostras. Além disso, observou-se que a intensidade dos danos observados aumenta com o poder de freamento médio dos íons de Au durante a penetração nas amostras. A análise XRD, por sua vez, permitiu verificar um decréscimo da cristalinidade do Makrofol KG irradiado, enquanto observou-se indicações de variação da densidade do CR39, após irradiação, e inexistência de variação no LR115. A metodologia proposta para análise das amostras através da técnica ERDA não se mostrou eficiente para determinar a variação no teor de H das mesmas após a irradiação, não sendo possível obter resultados conclusivos para as amostras. Na análise dos poros, após corrosão química, observou-se diferentes comportamentos. As amostras de CR39 apresentaram uma evolução de superfície porosa para superfície pontiaguda com o aumento do tempo de corrosão, e obteve-se o valor Va = 1,213 (17) µm/h para a velocidade de abertura do poros. Por outro lado, as diferentes folhas de Makrofol KG mantiveram a topografia porosa, sendo que a velocidade de abertura dos poros apresentou dependência com o poder de freamento dos íons na irradiação. Comparando amostras com valores semelhantes do poder de freamento, o resultado de Va obtido para o Makrofol é cerca de três vezes maior que o obtido para o CR39.