Closing Words

A espectroscopia de absorção molecular na região do infravermelho é aplicada para análises qualitativas e quantitativas de compostos orgânicos e inorgânicos [Rocha, 2006]. A porção infravermelha do espectro eletromagnético é dividida em três regiões: infravermelho próximo, médio e distante. A região do infravermelho médio compreende os comprimentos de onda entre 4000 _{– 400cm}-1_{. A técnica de FTIR pode ser usada para}

caracterizar e identificar materiais, para monitorar reações químicas e para determinar a ausência ou presença de grupos químicos específicos [Hyvönen, 2008].

Uma ligação absorve rdiação infravermelha e pode ser detectada por FTIR se houver uma mudança no momento de dipolo durante uma vibração, o que significa que as

78

moléculas que têm ligações assimétricas são ativadas por infravermelho. Moléculas simples têm somente um tipo de ligação, a qual pode estirar. Moléculas mais complexas podem ter mais ligações, as quais podem vibrar de várias formas diferentes, como estiramento (stretching) simétrico e assimétrico, tesoura (scissoring), balanço (rocking), abano (wagging) e torção (twisting) [Hyvönen, 2008].

Em caso de um material avaliado utilizando-se radiação infravermelha obter-se-à espectro que relaciona o comprimento de onda à absorbância, indicando a ocorrência ou não de absorção pelo material da energia associada àquele comprimento de onda [Rocha, 2006].

A Figura 45 apresenta diferentes faixas de energia, associadas aos grupos orgânicos ativos no infravermelho [Rocha, 2006].

Figura 45: Representação das faixas de energia, associadas aos grupos orgânicos ativos no infravermelho [Rocha, 2006].

Por FTIR é possível determinar produtos de degradação por absorções específicas em certos comprimentos de onda. É possível realizar o acompanhamento de produtos de degradação, por exemplo, por meio de grupos carbonila na região entre 1750 e 1600cm-1_{[Molina et al., 2011]. A espectroscopia FTIR é usada para identificar alterações}

nos grupos funcionais e estrutura molecular na superfície do isolador polimérico com o envelhecimento.

3.6.5. REOMETRIA

A análise reológica é uma ferramenta poderosa e fornece uma ideia sobre a arquitetura molecular do polímero. A reologia é muito sensível a pequenas alterações na estrutura dos polímeros, sendo, desta forma, ideal para caracterização dos mesmos. A relação entre a estrutura e o comportamento reológico é a chave para desenvolvimento de novos materiais e pode ser útil na avaliação da degradação dos mesmos [TA Instruments, 2004]. As propriedades de fluxo de fluidos viscoelásticos são dependentes da temperatura, da taxa de deformação e do tempo de observação. Medidas dos módulos de _{armazenamento (G’) e de perda (G”) em cisalhamento, que estão relacionados com} a energia armazenada e energia dissipada durante um ciclo, respectivamente, são muito utilizadas no estudo de processamento de polímeros. O módulo de

79

armazenamento é dependente da rigidez das macromoléculas e do seu emaranhamento, enquanto que o módulo de perda é dependente das ligações que controlam as mudanças conformacionais dos segmentos das cadeias e do deslocamento de uma cadeia em relação à outra. O comportamento elástico e viscoso desses materiais pode ser alterado pela aplicação de tensão ou taxa de deformação e pela temperatura do ensaio.

No caso das propriedades viscoelásticas no estado fundido, pode-_{se observar que G’(w)} e G”(w) variam com a massa molar e com a distribuição da massa molar. O ponto onde G’(w) = G”(w) se desloca com o aumento da massa molar e distribuição da massa molar. Essa observação permite dizer para qual direção o ponto G’=G” vai se deslocar em função da variação da curva de distribuição de massa molar (Figura 46) [Nascimento, 2011].

Figura 46: Curvas de G’ e G” para um dado polímero indicando como o ponto de cruzamento se desloca com a variação de massa molar e distribuição de massa molar.

3.6.6. MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV)

A técnica de microscopia eletrônica de varredura mostra as alterações na superfície da amostra. Ela mostra a mudança na morfologia e topografia, a rugosidade, fissuras ou outra heterogeneidade na superfície. A superfície da amostra é explorada com um feixe de elétrons. Os elétrons secundários e retro-espalhados produzidos são detectados e usados para gerar uma imagem da amostra [Amin, 2007].

O MEV é um dos mais versáteis instrumentos disponíveis para a observação e análise de características microestruturais de objetos sólidos. A principal razão de sua utilidade é a alta resolução que pode ser obtida quando as amostras são observadas; valores da ordem de 2 a 5 nanômetros são geralmente apresentados por instrumentos comerciais, enquanto instrumentos de pesquisa avançada são capazes de alcançar uma resolução melhor que 1nm. Outra característica importante do MEV é a aparência tridimensional da imagem das amostras, resultado direto da grande profundidade de campo. Permite, também, o exame em pequenos aumentos e com grande profundidade de foco, o que é

80

extremamente útil, pois a imagem eletrônica complementa a informação dada pela imagem óptica [Dedavid et al., 2007].

Nas pesquisas envolvendo materiais poliméricos, alguns parâmetros devem ser obedecidos para a obtenção de bons resultados. O mais importante seria a preparação da amostra, que estaria relacionada diretamente com a qualidade das análises. Para cada tipo de amostra um determinado tratamento deve ser aplicado. Os mais empregados são: preparação de superfícies polidas, preparação de superfícies por ultramicrotomia, tingimento, fratura, ataque químico e réplica [Dedavid et al., 2007].

A análise por EDS (espectroscopia por dispersão de energia de raios-X) é uma ferramenta muito importante do MEV para a caracterização de materiais, pois permite ao pesquisador identificar a composição de sua amostra, mesmo que qualitativamente, em pontos específicos da imagem [Dedavid et al., 2007]. A composição elementar da superfície de amostras envelhecidas e não envelhecidas dão uma ideia do nível do envelhecimento. É necessário cuidado na seleção da área da amostra para aquisição dos dados EDS [Venkatesulu et al., 2008]. Esse é um método de análise química elementar de pequenas regiões [Chinaglia & Correa, 1997].

O uso de uma superfície polimérica plana para o MEV é importante não só para as análises de EDS, mas também para facilitar a obtenção de imagens com boa qualidade [Dedavid et al., 2007]. O resultado da análise por EDS é apresentado na forma de espectro.