Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Esta quebra de ligação conduz tanto à cisão ou à ligação cruzada no sítio de ionização, dependendo
da estrutura química do polímero e também da dose de radiação. Estabilizadores (Seção 16.11)
podem ser adicionados para proteger polímeros em relação ao dano por ultravioleta.
Nem todas as consequências de exposição à radiação são deletérias. Ligações cruzadas
podem ser induzidas por irradiação para melhorar o comportamento mecânico e as características
de degradação. Por exemplo, radiação-γ é usada comercialmente para ligar cruzadamente
polietileno para melhorar a sua resistência ao amolecimento e escoamento a elevadas temperaturas;
de fato, este processo pode ser realizado em produtos que já tenha sido fabricado.
Efeitos de reação química
Oxigênio, ozônio e outras substâncias podem causar ou acelerar a cisão de cadeia como um
resultado de reaçào química. Este efeito é especialmente predominante em borrachas vulcanizadas
que possuem átomos de carbono duplamente ligados ao longo das cadeias moleculares da espinha
dorsal e que são expostos ao ozônio (O 3 ), uma atmosfera poluente. Uma tal reação de cisão pode
ser representada por
-R-C=C-R'- + O 3 6 -R-C=O' + O=C-R'- + O· (18.37)
* * * *
H H H H
onde a cadeia é partida no ponto da dupla ligação; R e R' representam grupos de átomos ligados à
cadeia que não são afetados durante a reação. Ordinariamente, se a borracha estiver no estado não
tensionado, um filme se formará na superfície, protegendo o material do interior em relaçào a
adicional reação. Entretanto, quando estes materiais estiverem submetidos a tensões de tração,
trincas e ranhuras (fendas) se formarão e crescerão numa direção perpendicular à tensão;
eventualmente, ruptura do material pode ocorrer. Aparentemente estas trincas resultam a partir de
um grande número de cisões induzidas pelo ozônio. Os elastômeros na Tabela 18.5 estão colocados
numa ordem quanto às suas resistências à degradação por exposição ao ozônio.
Efeitos Térmicos
Degradação térmica corresponde à cisão de cadeias moleculares a elevadas temperaturas;
como uma consequência, alguns polímeros passam por reações químicas nas quais espécies gasosas
são produzidas. Estas reações são evidenciadas pela perda de peso de material; a estabilidade
térmica de um polímero é uma medida de sua resistência à esta decomposição. Estabilidade térmica
está relacionada à magnitude das energias de ligaçào entre os vários átomos constituintes do
polímero: quanto maiores as energias de ligação tanto mais termicamente mais estáveis serão os
materiais. Por exemplo, a magnitude das ligaçãos C-F é maior do que aquela da ligação C-H, que é,
por sua vez, maior do que aquela da ligação Ccl. Os fluorcarbonos, tendo ligações C-F, estão entre
os materiais poliméricos mais resistentes termicamente e podem ser utilizados em temperaturas
relativamente altas.