Como ocorre a degradação de polímeros nos ensaios de envelhecimento acelerado?
Os polímeros, fundamentais para fabricação de diversos produtos, são altamente suscetíveis à degradação por fatores ambientais como: calor, radiação solar, umidade, entre outros aos quais o material pode ser submetido ao longo de sua vida útil.
Para simular essas condições em um período curto de tempo e conseguir avaliar a resistência dos materiais utiliza-se ensaios de envelhecimento acelerado onde são empregadas principalmente: Altas temperaturas, luz UV intensa, umidade controlada. Esses e outros fatores são aplicados em diferentes intensidades e combinações dependendo da aplicação do material.
A degradação de materiais poliméricos no envelhecimento acelerado é uma combinação de alterações químicas e físicas.
Principais mecanismos de degradação:
Degradação Química
Quimicamente as cadeias poliméricas estão sujeitas a quebra de suas ligações pela ação do oxigênio (processo conhecido como oxidação) e da água (processo conhecido como hidrólise).
Na presença de radiação solar, principalmente a radiação UV, ocorre um efeito acelerador das reações de oxidação e hidrólise através de um mecanismo chamado, fotodegradação. Onde as moléculas com estruturas mais propensas a instabilidade, absorvem fótons provenientes da radiação UV e entram em um estado de energia mais alto fazendo com que reajam mais facilmente com o oxigênio, água ou outros agentes químicos presentes no ambiente.
A fotodegradação é o principal responsável pelas mudanças de cor e descoloração dos materiais poliméricos expostos à radiação solar. Os pigmentos de tinta são altamente susceptíveis a absorção de fótons e se degradam durante o processo de envelhecimento do material, que é avaliada após o teste com auxílio de escalas de referência, equipamentos de medição de cor e comparação com amostra padrão não envelhecida.
Degradação Física
Os testes são frequentemente realizados com ciclos diários de temperatura, umidade e irradiância, simulando períodos de dia e noite. Essa variação gera estresse físico no material por contração e expansão, que podem levar ao aparecimento de rachaduras, descamação entre outras mudanças no aspecto e textura do material.
Importância do ensaio de envelhecimento acelerado
Importante ressaltar que os níveis de radiação, temperatura e absorção de umidade não atuam isoladamente no material. Eles interagem, influenciando-se mutuamente. Quando combinados, especialmente dependendo da estrutura e composição do material, podem gerar efeitos mais significativos do que quando aplicados separadamente. Por isso, o ensaio de envelhecimento acelerado é crucial para avaliar a resistência de materiais poliméricos.
Entender como os polímeros degradam é essencial para criar materiais mais duráveis e ecológicos. Melhorar as formulações para resistir à degradação pode prolongar a vida útil dos produtos, diminuindo o impacto ambiental causado pela substituição constante de materiais.
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