Aplicação da espectroscopia de luminescência ao estudo de um sistema pré-impregnado carbono / epóxi submetido à imersão em água.

• Autor(a) principal: Tiago José Crema Silva
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=237
• topic: Materiais compósitos; Espectroscopia; Luminescência; Resinas epóxicas; Carbono; Revestimento por simples imersão; Análise espectroscópica; Ensaios de materiais; Engenharia de materiais; Engenharia química

O objetivo deste trabalho é o estudo da influência da entrada de água em materiais compósitos de carbono/epóxi por meio da técnica de espectroscopia de luminescência em modo estacionário. As amostras foram imersas em água a 25 e 80 C por períodos de tempo de 1, 24 e 168 h, antes e depois do tratamento térmico. Utilizaram-se os métodos de fluorescência intrínseca e extrínseca. O primeiro método é baseado na emissão da matriz polimérica e o segundo está relacionado à emissão do 8-anilino-1-naftaleno ácido sulfônico (1,8-ANS). Os estudos de espectroscopia de luminescência foram acompanhados pelas técnicas de gravimetria, microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O estudo do comportamento fotofísico do 8-anilino-1-naftaleno ácido sulfônico (1,8-ANS) foi realizado em solventes orgânicos, água e soluções de solventes orgânicos com diferentes teores de água. Verificou-se que a sonda apresenta uma diminuição na intensidade relativa e um deslocamento de emissão para a região do vermelho. Estes efeitos estão relacionados com o aumento da constante dielétrica do meio. O comportamento fotofísico da resina epoxídica depende, principalmente, do tratamento térmico, das condições de imersão e da absorção de água. Os espectros de emissão das amostras referências, não tratada e tratada termicamente, apresentam máximos de emissão em 405 e 415 nm, respectivamente. A amostra tratada termicamente e imersa a 80 C por 168 h apresenta máximo de emissão em 419/439 nm e a amostra não tratada termicamente e imersa nas mesmas condições apresenta máximo de emissão em 423/441 nm. As amostras imersas nestas condições mostraram uma mudança significativa na estrutura vibrônica do espectro de fluorescência, a qual foi relacionada à absorção de água. Este efeito foi confirmado pelas fotomicrografias ópticas e eletrônicas. Entretanto, não foi possível realizar uma correlação direta entre o comportamento fotofísico e o teor de água absorvida. O comportamento fotofísico da sonda molecular foi relacionado ao tratamento térmico, às condições de imersão e à absorção de água. A amostra referência tratada termicamente apresenta máximo de emissão em 445 nm e a não tratada em 425 nm. A amostra tratada termicamente e imersa na solução aquosa de 1,8-ANS a 80 C por 168 h apresenta máximo de emissão em 464 nm e a não tratada termicamente e imersa nas mesmas condições apresenta máximos de emissão em 460 e 478 nm. Portanto, ambas as amostras mostram um deslocamento do comprimento de onda do máximo de emissão para a região do vermelho em relação às suas respectivas amostras referências. Entretanto, não foi observada uma diminuição na intensidade relativa da banda de emissão devido ao aumento da constante dielétrica do meio, como concluído previamente. Ao contrário do comportamento fotofísico da sonda nas soluções, observou-se que a intensidade relativa da banda de emissão é proporcional ao tempo de imersão e a temperatura da solução. Este comportamento foi atribuído ao aumento da concentração de 1,8-ANS na matriz polimérica, devido a um processo de difusão da sonda da solução aquosa para as amostras de compósito. Este efeito foi mais pronunciado na amostra imersa a 80 C por 168 h. Portanto, os resultados obtidos pelos dois métodos indicam que a entrada de água em compósitos de carbono/epóxi pode ser monitorada pela análise das mudanças espectrais das bandas de emissão da resina epoxídica e do 1,8-ANS.