Efeito do envelhecimento acelerado nas propriedades mecânicas superficiais do polietileno
| Autor: | Tavares, Andréia Cristina |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Ackelrud, Leni, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Física, Lepienski, Carlos Mauricio, 1954 |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2003 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFPR Universidade Federal do Paraná (UFPR) instacron:UFPR |
| Popis: | Orientador : Carlos Maurício Lepienski Co-orientador : Leni Ackelrud Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná Resumo: As propriedades mecânicas superficiais do polietileno de baixa densidade e do polietileno de alta densidade submetidos ao envelhecimento acelerado em câmaras com lâmpada de ultravioleta e com lâmpada de xenônio foram determinadas através de técnica de nanoindentação. Os resultados mostraram que ocorre um aumento tanto na dureza quanto no modulo de elasticidade das amostras com o tempo de envelhecimento e que ha uma diminuição com a profundidade. A variação da dureza e do modulo de elasticidade foi maior nas amostras de polietileno de baixa densidade devido a uma maior diminuição do volume livre. Nas amostras envelhecidas com lâmpada de ultravioleta foram observados os maiores efeitos do envelhecimento. Foi desenvolvido um método para a determinação dos parâmetros viscoelásticos de polímeros usando-se a técnica de nanoindentacao com ponta plana. Mostrou-se que os polímeros apresentam um comportamento linear ate tensões da ordem de um terço de sua dureza. A viscosidade apresentou uma maior aumento com o aumento do tempo de envelhecimento nas amostras de polietileno de alta densidade devido a reticulação mais efetiva nestas amostras. Para tempos de envelhecimento menores que 200 h as variações nas propriedades mecânicas superficiais foram pequenas e restritas a uma fina camada, com espessura menor que 1pm para ambos os tipos de envelhecimento. Foram correlacionadas as modificações nas propriedades nanomecânicas com os processos químicos correspondentes devido ao envelhecimento (perfil do índice de carbonila obtido por ATR-FTIR). Uma interpretação para as trincas superficiais das amostras de polietileno envelhecidas baseada em aumento diferencial do modulo de elasticidade em função da profundidade e apresentada. Abstract: The surface mechanical properties of polyethylene subjected to accelerated aging in UV and weatherometer chambers were determined by nanoindentation technique. It was observed that hardness and elastic modulus values present high values at surface and decrease from surface to bulk with the aging time. The variation of the hardness and the Young's modulus was higher on low-density polyethylene. It is supposed to be caused by the decrease of free volume. The UV radiation exerted in the QUV chamber more severe degradation effect than the weatherometer. A method was created for the determination of the polymers viscoelastic parameters by using flat-punch nanoindentation. It was found that the polymers present a linear behavior until mean stresses under the indenter of about one third of the hardness. The viscosity presented a high increase with a longer aging time on the high-density polyethylene. This effect is supposed to be caused a more efficient cross-linking process in this samples when compared with low-density polyethylene. For aging times of 200 h and lower the variations in surface mechanical properties are small and restricted to a thin layer, with thickness lower than 1 urn, for samples aged in both chambers. The modification in nanomechanical properties were correlated with the corresponding chemical processes due to aging, measured through the carbonyl index profile obtained from ATR-FTIR and crystalline phase from x-ray analysis. An interpretation for the surface cracking of aged polyethylene based in differential increases in elastic modulus at different levels is also discussed. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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