Microencapsulação de isocianato por infiltração para aplicação em revestimentos autorregeneráveis

• Main Author: Schlemper, Diego Moreira
• Publication Date: 2024
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da Udesc
• dARK ID: ark:/33523/001300000j6x2
• Download full: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/18582
• topic: Ciência dos materiais; Microencapsulação; Materiais inteligentes; Materiais autocurativos; Diisocianato de hexametileno; Poliuretanas

O interesse em revestimentos autorregeneráveis é explicado pelo potencial de tais revestimentos recuperarem sua integridade estrutural de forma autônoma, após danos, por meio da liberação de agentes cicatrizantes. Entre estes, os diisocianatos têm atraido a atenção para aplicações autorregenerativas como agente de cicatrização devido à reação de polimerização com a matriz (por exemplo, epóxi ou poliuretano) ser alcançada sem a necessidade de catalisador, luz ultravioleta ou aumento de temperatura. Os diisocianatos, sendo reativos com a água, introduzem o possibilidade de alcançar um sistema de autorregeneração realmente autônomo em meio aquoso ou ambiente sensível à umidade, o que os torna atraentes para aplicações em revestimentos protetores que, em grande parte, estão expostos em ambientes de intempéries. Um método simples, eficiente e industrialmente relevante foi desenvolvido para produzir microcápsulas ocas de poli(uréia-formaldeido) e infiltrá-las com diisocianato de hexametileno (HDI), sob vácuo, para aplicação em revestimentos de poliuretano (PU). O comportamento térmico, a morfologia e a distribuição das microcápsulas foram avaliados e, para entender o mecanismo de liberação de microcápsulas ocas infiltradas, um reagente liquido sensível a luz, UV TUNAP 381, também foi encapsulado e disperso na matriz polimérica. O HDI foi encapsulado com sucesso nas microcapsulas ocas PUF usando o método de infiltração à vácuo. A presença de diisocianato nas microcapsulas de PUF infiltradas com HDI foram comprovadas por FTIR e TGA. A eficiência de encapsulação de 78% foi alcançada Imagens de MEV comprovaram a formação de uma segunda camada intema aderida as paredes de PUF, comprovando a formação de microcápsulas de parede dupla de poli(ureia-formaldeido) - poliureia (PUF-PUA) após a infiltração com HDI, resultado da reação do isocianato com água livre presente na PUF. O revestimento de PU contendo microcápsulas preenchidas com diisocianato de hexametileno ativo (HDI) apresentou propriedades autorregenerativas, que foram demonstradas por testes de resistência à corrosão e técnicas de microscopia. Os resultados do ensaio de corrosão acelerada em câmara de névoa salina mostraram que o desempenho de proteção contra corrosão dos revestimentos PU autorregenerativos foi influenciado pelo percentual em massa de microcapsulas de PUF-PUA/HDI. Em geral a corrosão é mais acentuada quando o percentual em massa de microcapsulas diminuiu. Em todas as formulações com adição superior a 10% de microcapsulas de PUF-PUA/HDI, os revestimentos não apresentaram corrosão, mesmo após 7 dias de exposição à névoa salina