Palavras-chave: dióxido de titânio, polipropileno, microfluorescência
O polipropileno (PP) é um polímero semicristalino muito conhecido pela sua baixa estabilidade à radiação solar e ao aquecimento. A degradação do polipropileno é um processo autocatalítico que leva inicialmente a formação de grupos hidroperóxidos e posteriormente gera inúmeros produtos de degradação 1-3. Na indústria automobilística o PP isotático é usado na confecção de pára-choques como uma blenda de reator com o copolímero etileno-propileno-dieno (EPDM) 4. A formulação contém ainda TiO2, negro de fumo, estearato de cálcio e estabilizantes como aditivos. O envelhecimento da peça causa o fenômeno de embranquecimento. Para estudar esse fenômeno foram feitas medidas semiquantitativas através da contagem da fluorescência Ka do titânio, que depende tanto da intensidade do feixe incidente como do tempo de incidência desse feixe.
Fazer o mapeamento da concentração do pigmento TiO2 ao longo da seção de corte de amostras de polipropileno isotático envelhecidas em Weatherometer.
As amostras analisadas foram previamente submetidas a envelhecimento em Weatherometer por 514 e 3008 h e comparadas com a amostra controle não submetida à degradação. Estas amostras consistiam de dois grupos: um contendo aditivos (antioxidantes e fotoestabilizantes) e outro sem aditivos. Foi feito o mapeamento de titânio em três pontos de cada amostra de PP ao longo da seção de corte da matriz. As análises foram realizadas usando-se um feixe de luz Síncrotron de 20 mm e fazendo-se a contagem da fluorescência ka do titânio por 120 s usando um detetor de estado sólido de silício (lítio) com resolução de 165 eV para a linha ka do Mn. A varredura do feixe foi feita sempre a partir da face não exposta à luz e foi finalizada na face exposta à luz.
Resultados e Discussão
Os resultados obtidos permitiram verificar que a concentração de titânio na amostra controle apresenta uma distribuição quase homogênea, com apenas um ponto de maior concentração (que não coincide nas três fatias) no meio do material e em pontos isolados. As amostras envelhecidas por 514 e 3008 h apresentaram maior concentração de titânio na face não exposta à luz, com pontos isolados de maior concentração em pontos aleatórios não coincidentes para as diversas fatias. Outros pontos da amostra envelhecida por 3008 h mostraram tanto maior concentração na superfície exposta como no meio do material. Desta forma, temos um indício de que a concentração de titânio apresenta-se quase que homogeneamente distribuída nas amostras, com pontos aleatórios isolados de maior concentração que são provavelmente conseqüência da heterogeneidade do processamento. Não é possível observar um aumento da concentração de titânio na superfície exposta à radiação. Para as amostras contendo estabilizantes foram observadas tanto zonas de maior concentração na superfície exposta à radiação para a amostra controle como uma distribuição praticamente uniforme nas amostras expostas por 3008 h. Uma possível explicação para a menor concentração de titânio na face exposta seria a erosão superficial causada pela degradação que causa perda do pigmento em comparação com o meio (que não sofre erosão) e a face não exposta que sofre erosão em menor extensão.
As amostras de polipropileno injetado envelhecidas apresentam concentração de titânio (e consequentemente de dióxido de titânio) quase que uniformemente distribuída ao longo da seção de corte do material, apresentando apenas alguns pontos isolados de maior concentração que estão aleatoriamente distribuídos. Uma possível explicação é a heterogeneidade intrínseca do processamento. Não foi possível observar um aumento da concentração de titânio na superfície exposta à luz. Comparando-se estes resultados com análises de microscopia eletrônica de varredura, onde não foi possível observar grande concentração de partículas de TiO2 expostas na superfície, podemos dizer que o embranquecimento do material não deve estar relacionado com uma possível migração do pigmento para a superfície.
L. Ogier, M.S. Rabello, J.R. White, J. Mat. Sci., 30, 2364 (1995).
M.S. Rabello, J.R. White, Polymer, 38, 6379 (1997).
M. S. Rabello, J. R. White, Polym. Comp., 17, 691 (1996).
E. R. Simielli, Polímeros: Cienc. Tecnol., Jan/Mar, 45 (1993).
Agradecimentos: Os autores agradecem ao LNLS pela utilização do equipamento de microfluorescência, à Martin Radtke pela ajuda na realização dos experimentos, à Maria I. M. S. Bueno pelas discussões e à Maria A. Martins pelas micrografias de superfície. D. R. J. M. agradece à CAPES pela concessão da bolsa de Mestrado.