Modificação das propriedades mecânicas do polietileno de ultra-alto peso molecular por implantação iônica por imersão em plasma de nitrogênio.

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: André Ricardo Marcondes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Tratamento de superfícies; Polietilenos; Implantação de íon; Plasmas (Física); Nitrogênio; Propriedades mecânicas; Diamantes; Carbono; Espectroscopia; Polímeros; Engenharia de materiais; Física
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=232

Neste trabalho são apresentados os resultados obtidos com a implantação iônica de nitrogênio por imersão em plasma (IIIP ou 3IP) do polietileno de ultra-alto peso molecular (PEUAPM). Um dos principais objetivos do tratamento foi o de promover a melhora das propriedades mecânicas do PEUAPM, principalmente a dureza e o módulo de elasticidade. Tais propriedades foram melhoradas a partir de alterações estruturais, induzidas na superfície do polímero, quando submetido ao bombardeamento por íons de nitrogênio por imersão em plasma. Verificou-se, através da espectroscopia Raman e da espectroscopia de fotoelétrons excitados por raio-X, que a implantação forçada de íons energéticos no polímero causa o rompimento, em sua grande maioria, de ligações carbono-hidrogênio, levando à desidrogenação do material em sua superfície. Em decorrência da desidrogenação do material, e da conseqüente alteração no modo de hibridização de grande parte dos átomos de carbono, que passam de carbonos sp2 para carbonos sp3, há a formação de ligações cruzadas entre cadeias carbônicas adjacentes. Esse fenômeno é associado à formação de uma fina camada de material muito duro sobre a superfície do polímero chamado Carbono tipo Diamante (DLC). A técnica de nanoindentação foi usada para se determinar a dureza e módulo de elasticidade após o tratamento e a técnica AFM usada para se verificar as alterações de rugosidade na superfície do material. Além de se constatar a formação do DLC e a melhora de algumas propriedades mecânicas do material, o trabalho se estende um pouco além, buscando determinar a influência da intensidade dos pulsos e do tempo do tratamento na formação do DLC, com o intuito de apresentar informações que possam indicar ou sugerir condições ótimas de tratamento do PEUAPM por 3IP de nitrogênio.