Processos de modificação molecular em polímeros irradiados com feixe de íons. - Delgado, Adriana de Oliveira (2012)
Diante da crescente necessidade de materiais com melhores propriedades para aplicações nos diversos campos da ciência e da tecnologia, a irradiação com feixes iônicos mostra-se como uma importante ferramenta de modicação de materiais. A irradiação de polímeros, em especial, fornece sempre novas perspectivas de aplicabilidade para esses materiais. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo estudar quais são e como ocorrem os processos de modicação de polímeros irradiados com feixes de íons de alta energia. Para essa investigação, amostras de politetrauoroetileno (PTFE) e poli éter éter cetona (PEEK) foram irradiadas no acelerador Unilac do GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, em Darmstadt, Alemanha, com feixes de íons C, Xe, Au e U, de energia entre 3,6 e 11,4 MeV/u. As amostras foram submetidas à irradiação sob temperatura ambiente e temperatura criogênica (20-40 K). A análise das amostras irradiadas foi realizada através das seguintes técnicas: análise de gases residuais (RGA), espectroscopia de absorção UV-Vis, espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de fourier (FTIR) e difração de raios X (XRD). Observou-se que durante a irradiação do PTFE, os principais processos de modicação são as quebras moleculares e a formação do radical CF3 como grupo terminal e lateral. Além desses, também ocorrem processos de entrelaçamento e formação de estruturas insaturadas, com ligações duplas internas e terminais. Os principais fragmentos voláteis são o CF e o CF3. Durante a irradiação do PEEK observou-se liberação de gás hidrogênio em grande quantidade, como consequência da quebra dos anéis aromáticos do polímero. Algumas reações de recombinação deram origem a formação dos grupos alcino, éster, uorenona e álcool. Além disso o processo de carbonização da amostra foi responsável pelo aumento da condutividade do material. Durante a irradiação sob temperatura criogênica, alguns processos de recombinação nos materiais foram dicultados e grande parte dos elementos voláteis gerados permaneceu congelada no interior do polímero, sendo liberada durante posterior aquecimento até temperatura ambiente. Alguns modelos propostos para explicar efeitos de degradação térmica ou após irradiação com feixe de elétrons foram estendidos com sucesso aos resultados da irradiação com íons pesados e de alta energia.