O plástico é um produto químico obtido por meio de processos que envolvem polimerização, destilação e mistura de substâncias. Como a maioria desses materiais estão sujeitos a reações químicas, quando expostos ao calor, à umidade e aos raios UV, é comum que ocorra a degradação dos polímeros.
Para entender melhor sobre degradação e estabilização dos polímeros, é muito importante conhecer as propriedades físicas e químicas. Além disso, esse processo pode se dar por meio de stress-cracking, radiação e uma reação mecânica, fotoquímica, química ou térmica. Confira!
O que é e como acontece a degradação dos polímeros?
Embora sejam indesejados, os processos de degradação dos polímeros são comuns. Porém, você sabe como eles acontecem? Isso pode ocorrer por diferentes tipos de reações químicas, como: reticulação, despolimerização, cisão de ligações químicas, oxidação, entre outros.
O começo da degradação do plástico acontece pelo rompimento de uma ligação covalente (dois átomos compartilhando dois elétrons), gerando radicais livres, que são responsáveis pela continuidade da reação. Uma das formas mais presentes no início dessa ação é a fonte externa, como o calor ou a radiação solar.
Os agentes agressivos, que mudam o comportamento físico, causando aumento ou perda de rigidez, alteração no visual, etc, também podem contribuir para a degradação. Em alguns casos, isso acontece por meio da dissolução de moléculas no início da polimerização ou na quebra de ligações.
Quais são os problemas gerados pela degradação dos polímeros?
A degradação pode gerar diversos efeitos negativos em peças moldadas, como é o caso dos polímeros. Os principais motivos para isso são alteração no brilho, mudanças nos aspectos visuais (como amarelamento ou mudança de cor) e surgimento de manchas.
Além das situações abordadas acima, há a alteração de propriedades reológicas e mecânicas. Isso acontece porque a cisão das cadeias diminui a massa molar dos compostos, reduzindo as características mecânicas e a viscosidade, uma vez que também envolvem a reticulação do polímero.
Outra questão é a aparição de fissuras, podendo unir as tensões e ampliar a probabilidade de falhas em materiais utilizados em aplicações que precisam de uma boa solicitação mecânica. Para entender melhor essas reações, confira mais detalhes com as informações abaixo!
Reação térmica
Enquanto alguns materiais possuem resistência a temperaturas acima dos 2.000ºC, os compostos têm capacidade de processamento em torno de 100 a 200ºC e temperaturas mais baixas de uso. Isso porque os átomos são interligados por ligações covalentes, em que a energia de dissociação está entre 300 a 850kJ mol-¹.
Reação fotoquímica
Reação fotoquímica é aquela que acontece pela participação de uma molécula em um estado eletrônico. A principal causa desse tipo de degradação dos polímeros é a exposição excessiva ao sol.
Radiação de alta energia
Esta reação ocorre nos casos em que os compostos poliméricos precisam ser esterilizados, como acontece com produtos farmacêuticos e equipamentos hospitalares. Nesse caso, ao receber a radiação, o material adquire maior absorção à luz, quebrando ligações de cadeia carbônica, o que diminui a resistência.
Como identificar a degradação dos polímeros?
A melhor forma de ampliar o tempo de degradação do plástico dos polímeros é por meio da escolha correta do material utilizado. Além disso, os aditivos de cada aplicação precisam de atenção, especialmente quando enfrentam fatores como radiação solar, contato com outras substâncias e calor.
Para facilitar a escolha, as indústrias químicas utilizam ensaios para analisar o comportamento e as propriedades do composto quando submetido às ações mencionadas acima. Esse teste torna-se ainda mais útil quando essas reações são consideradas fontes contribuintes para a degradação dos polímeros.
Um exemplo disso é o weatherometer (ensaio de envelhecimento acelerado), uma opção que submete as amostras a diferentes temperaturas, radiações UV e umidades por determinado tempo. Isso permite uma melhor comparação entre as propriedades do material, tais como resistência à tração, ao brilho e à cor.
Outro teste muito utilizado para estudar as propriedades dos polímeros é a FTIR (Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier), uma alternativa que permite a verificação de grupamentos químicos.
Como a degradação térmica de polímeros causa o rompimento de ligações covalentes, proporcionando a criação de outros grupos químicos, é possível verificar o teor desses agrupamentos do processo. A empresa fabricante também consegue comparar a intensidade das amostras analisadas.
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