A radiação UV pode causar efeitos fotoquímicos dentro da estrutura do polímero, que pode ser tanto benéfica como também pode provocar a degradação de alguns tipos de materiais. Observou"se que, em comparação com a pele humana, a UVC de maior energia provavelmente afeta as propriedades físicas e químicas desses materiais.
Os principais efeitos visíveis são aparência de giz, mudança de cor na superfície do material e na superfície do componente. Outros componentes que são possivelmente afetados pela exposição solar incluem os assentos dos estádios, os móveis ao ar livre, os revestimentos das estufas, as molduras das janelas e as peças de automóvel. Também, alguns plásticos podem ser expostos a maiores níveis de radiação que os encontrados na terra. Componentes do Telescópio Espacial Hubble (HST) e da Estação Espacial Internacional (ISS), por exemplo, exigem plásticos resistentes ao ambiente espacial. Fluoropolímeros, como FEP e polimidas, como o Kapton, são plásticos que foram utilizados com êxito no HST e no ISS [44].
Os efeitos acima são predominantes na camada da superfície do material e não se estendem a profundidades acima de 0,5mm na estrutura. No entanto, concentrações de estresse causadas pela natureza altamente delicada de certos plásticos de produtos de consumo podem conduzir a uma falha completa do componente. Existem grandes benefícios dos revestimentos poliméricos protetores curados por radiação UV, como acrilatos poliuretano no exterior de componentes de automóvel. Um elemento mais benéfico para muitos é a radiação UV encontrada nos purificadores de água sobre a pia e nos refrigeradores de água que é auxiliada pelas boas propriedades de transmissão da tubagem de FEP (etileno"propileno fluoretizado) e sua habilidade em não degradar.
Enquanto muitos plásticos puros não podem absorver radiação UV, a presença de resíduos catalisadores e outras impurezas irão agir, geralmente, como receptores, causando sua
degradação. Uma pequena quantidade de impureza basta para que a degradação ocorra. Tipos de plásticos não modificados que são conhecidos por possuírem resistência
inaceitável a UV são o POM (Acetal), PC, ABS e PA6/6. Outros plásticos, como o PET, PP, HDPE, PA12, PA11, PA6, PES, PPO, PBT e PPO, são considerados relativamente estáveis. Os únicos polímeros encontrados com excelente resistência são as Polimidas(PI)[44]
.
Uma interação útil entre o UV e os polímeros relaciona"se aos agentes branqueadores fluorescentes (FWA). Na luz natural, muitos produtos de polímeros podem apresentar uma aparência amarela. Ao adicionar um FWA, a luz UV absorvida é emitida na região azul da luz visível (comprimento de onda de 400"500 nm), ao invés da região do amarelo. A utilização de estabilizadores, absorventes ou bloqueadores é alternativa para evitar a degradação de UV em plásticos. Para muitas aplicações externas, a simples adição de carbono a um nível de aproximadamente 2% irá fornecer a proteção para a estrutura através do processo de bloqueamento. Outros pigmentos, como dióxido de titânio, também
podem ser efetivos [44]. Componentes orgânicos como benzofenonas e benzotriazóis são
absorvedores típicos que absorvem seletivamente o UV e emite no mínimo um comprimento de onda prejudicial, principalmente como calor. Um tipo de benzotiazol é útil, pois possui um nível de cor baixo e pode ser utilizado a taxas de dose baixas, abaixo de 0.5%. Outro mecanismo principal para proteção é adicionar um estabilizador, onde o mais comum é um HALS (Hindered Amine Light Stabilizer), que absorve os grupos em estado excitado e evita a reação química dos radicais podendo ser interessante adicionar antioxidantes a certos plásticos para evitar a foto"oxidação. Porém, a escolha do antioxidante é importante neste processo, pois alguns podem atuar como um absorvente de
UV, e favorecer o processo de degradação [44].
Os polímeros podem ainda apresentar alternância de ligações simples e duplas entre os átomos de carbono de sua estrutura principal, sendo neste caso, denominados neste caso polímeros conjugados [36].
Materiais poliméricos durante muito tempo se destacaram na área industrial e de materiais por sua resistência mecânica e excelente capacidade de isolamento elétrico, até
que na década de 1970 descobriram características semicondutoras especificas e muito distintas das antes conhecidas nos polímeros convencionais, uma classe de polímeros até então inexistente. Do ponto de vista de condução elétrica os polímeros eram classificados como materiais isolantes, até que em 1977, com a descoberta das propriedades elétricas do trns"poliacetileno(t"PA) [37] , os grupos científicos e industriais vislumbram aplicações totalmente diferentes e distintas das aplicações nas quais os materiais poliméricos eram utilizados.
Quando foi descoberto que o poliacetileno (t"PA) poderia ter sua condutividade alternada reversivelmente pela simples exposição de filmes destes polímeros a determinados gases como gases de iodo. Sua condutividade pode variar de isolantes, típica de polímeros passando por semicondutores até muito condutores, similar a condutividade de materiais metálicos exemplificado na Figura 2.8
Escala de condutividade elétrica para diversos materiais, incluindo os polímeros convencionais e os polímeros conjugados.
Depois dessa descoberta o interesse nessa nova classe de materiais aumentou pela variedade de aplicações nas quais tais polímeros poderiam ser utilizados, principalmente como materiais eletrônicos. Desta forma, vários outros polímeros conjugados foram sintetizados e estudos a fim de se compreender e desvendar os fenômenos que permitiam um comportamento isolante – condutor desconhecido.
A Figura 2.9 apresenta a formula estrutural e o nome de alguns polímeros conjugados.
Polianilina Polipirrol Politiofeno Poli (p"fenileno)
Nome, fórmula estrutural de alguns polímeros conjugado [15].
As propriedades eletroluminescentes de materiais poliméricos são observadas exclusivamente em polímeros conjugados, ou seja, que tem suas ligações, entre suas ligações, entre os carbonos da cadeia polimérica, alternadas entre ligações simples e duplas,
sendo que tais carbonos apresentam configuração eletrônica sp3, ou seja, átomos de carbono
nos quais um orbital s se funde com dois orbitais p, formando três orbitais híbridos sp2. Logo tais materiais podem ser considerados nobres por apresentar boas propriedades mecânicas e vantagens quanto ao seu processamento típicas de polímeros, combinadas a excelentes propriedades eletroluminescentes.