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Title: Efeito combinado de fotodegradação e stress cracking no poliestireno.
Other Titles: Combined effect of photodegradation and stress cracking on polystyrene.
???metadata.dc.creator???: SOUSA, Alexandre Rangel de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: RABELLO, Marcelo Silveira.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: MELO, Tomás Jeferson A.
???metadata.dc.contributor.referee1???: NAVARRO, Rômulo Feitosa.
???metadata.dc.contributor.referee2???: ARAÚJO, Elmo Silvano de.
Keywords: Fotodegradação;Photodegradation;Fotodegradación;Stress cracking;Agrietamiento por estrés;Poliestireno;Polystyrene;Fotodegradação;Photodegradation;Fotodegradación
Issue Date: Jul-2004
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SOUSA, Alexandre Rangel de. Efeito combinado de fotodegradação e stress cracking no poliestireno. 2004. 116f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Química), Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2004.
???metadata.dc.description.resumo???: Os mecanismos de fotodegradação e stress cracking dos materiais políméricos têm sido amplamente investigados de forma independente, com grande número de relatos na literatura. Embora em condições de uso esses dois tipos de degradação possam ocorrer de forma combinada e/ou simultaneamente, não foram encontrados estudos abordando tal possibilidade. Este trabalho teve como objetivo investigar a influência da fotodegradação no stress cracking. Para isso, amostras de poliestireno moldadas por injeção foram previamente expostas por diferentes intervalos de tempo á radiação ultravioleta em laboratório e então submetidas ao butanol, que agiu como líquido de stress cracking, sob diferentes níveis de tensionamento e temperatura. Foram feitas caracterizações mecânicas, por meio de ensaios de relaxação de tensão e de tração em diferentes taxas de deformação; determinação da massa molar por cromatografia por exclusão de tamanho; análise de superfícies dos corpos-de-prova, inclusive as de fratura após testes mecânicos, por ensaios de microscopia ótica e eletrônica de varredura; e espectroscopia no ultravioleta e no visível. Os resultados indicaram que a fotodegradação provocou redução nas propriedades tênseis com o progresso do tempo de exposição até 40 dias. Após 60 dias, houve recuperação parcial. A radiação UV provocou grandes modificações na estrutura molecular do poliestireno, resultando na redução das propriedades mecânicas.O poliestireno virgem mostrou-se relativamente inerte ao ser exposto ao butanol na temperatura ambiente (23°C) sem tensionamento externo. Apesar da pequena absorção de líquido na temperatura ambiente, em tempos longos de exposição ao butanol (140 dias), as faces das amostras que sofreram incidência prévia da radiação ultravioleta por 30 dias mostraram-se intensamente fissuradas. Em exposições ao butano! na temperatura de 60°C, o poliestireno apresentou intensa plastificação. A avaliação da influência da fotodegradação no síress cracking, mediante ensaio de relaxação, indicou diferentes comportamentos entre o poliestireno virgem e o fotodegradado, com maiores valores de taxa de relaxação para este último, em ensaios realizados sob as mesmas condições. A resistência tênsil das amostras submetidas previamente ao ensaio de relaxação sob butanol caiu drasticamente em relação às amostras ensaiadas sem o liquido. Foi constatada uma complexa relação entre fotodegradação, tempo de contato entre o líquido e o polímero, velocidade de deformação e propriedades mecânicas. O aumento do nível de fotodegradação favoreceu a intensificação do stress cracking.
Abstract: The mechanisms of photodegradation and stress cracking of polymeric materials have been vastly investigated on independent ways, with a lot of reports at technical literature. Although under service conditions these two kinds of degradation can occur under combined way and/or simultaneously, no work about this possibility was found. The aim of this work was to investigate the influence of photodegradation at the stress cracking. Injection moulded samples of polystyrene were previously exposed to the ultraviolet radiation for different times and then submitted to butanol a stress cracking agent, under several levels of tensile loads and temperatures. Mechanical analyses were done using stress relaxations and tensile tests at different strain rates. The molar mass was determined by size exclusion chromatography; the moulded and fracture surfaces of the samples after mechanical tests were analyzed by optical and scanning electron microscopy; and spectroscopy at ultravilotet and visible. The results indicated that the photodegradation caused reduction in tensile properties with the progress of the exposure time up to 40 days. After 60 days there was a partial recovery in tensile properties. The virgin (not exposed to UV radiation) polystyrene was relatively inert to butanol exposure at room temperature (23°C), without external stress. Despite the small liquid absorption at room temperature, at long exposure times (140 days), the moulded surfaces of samples that previously received direct incidence on UV radiation for 30 days became highly cracked. The polystyrene after exposure to butanol at 60°C became plasticized. The evaluation of the influence of the photodegradation at the stress cracking using stress relaxation test showed different behaviour between the virgin and photodegraded polystyrene, with higher stress relaxation rates for the last. The tensile strength of samples previously submitted to stress under the presence of butanol dropped drastically comparing to samples tested without the liquid. A complex relation between photodegradation, contact time between the polymer and liquid, strain rate at tensile tests and mechanical properties was identified. The more photodegraded the polymer, the more intense was the stress cracking.
Keywords: Fotodegradação
Photodegradation
Fotodegradación
Stress cracking
Agrietamiento por estrés
Poliestireno
Polystyrene
Fotodegradação
Photodegradation
Fotodegradación
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3010
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

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