Efeitos da irradiação Gama nas propriedades do Poli (ÉTER ÉTER CETONA) (PEEK)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: ARAÚJO, Denise Luísa Schio de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
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Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/42637
Resumo: O polímero poli(éter éter cetona), PEEK (do inglês , poly(ether ether ketone)) é um material que apresenta excelentes propriedades físico-químicas, tais como alta tensão, boa estabilidade química e térmica. O PEEK é utilizado em diversas aplicações, que vão desde isolante elétrico livre de cloro, no revestimento de cabos e fios de centrais nucleares até na confecção de artefatos médico-hospitalares radioesterelizáveis. Entretanto, dados da literatura sugerem que o PEEK sofre mudanças nas suas características isolantes, quando envelhecido termicamente à temperatura de 290 °C por 2000 horas. Neste trabalho, foram investigados os efeitos radiolíticos combinados com efeitos de envelhecimento térmico acelerado, nas propriedades espectroscópicas, térmicas e elétricas do PEEK comercial, que é um sistema polimérico complexo. Propriedades pouco divulgadas na literatura, como energia de ativação na degradação térmica, entalpia e grau de cristalinidade, foram determinadas. Observou-se que a irradiação gama do PEEK não provocou mudanças significativas nas suas propriedades térmicas. Ao passo que, o envelhecimento térmico acelerado a 300 °C por 1000 horas provocou redução drástica de 60% na entalpia de fusão, devido à destruição de cristalitos, que levou à redução no grau de cristalinidade de ~27% para ~10%. Quando se combina irradiação gama em dose de 300 kGy seguida de aquecimento a 300 °C (1000 horas) se observa um maior efeito nas mudanças das propriedades de entalpia e cristalinidade, com redução nessas propriedades de aproximadamente 87%. A temperatura de início (Tonset) e a energia de ativação da degradação térmica não sofreram alterações significativas, em relação às amostras controle. Medidas de resistividade elétrica superficial no material não apresentaram nenhuma alteração significativa, permanecendo o PEEK dentro da classificação de um material isolante elétrico, mesmo quando submetido a doses altas de radiação gama. Os resultados sugerem que o PEEK comercial é um bom isolante elétrico para componentes expostos aos ambientes de elevadas temperaturas e altas doses de radiação gama.
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Entretanto, dados da literatura sugerem que o PEEK sofre mudanças nas suas características isolantes, quando envelhecido termicamente à temperatura de 290 °C por 2000 horas. Neste trabalho, foram investigados os efeitos radiolíticos combinados com efeitos de envelhecimento térmico acelerado, nas propriedades espectroscópicas, térmicas e elétricas do PEEK comercial, que é um sistema polimérico complexo. Propriedades pouco divulgadas na literatura, como energia de ativação na degradação térmica, entalpia e grau de cristalinidade, foram determinadas. Observou-se que a irradiação gama do PEEK não provocou mudanças significativas nas suas propriedades térmicas. Ao passo que, o envelhecimento térmico acelerado a 300 °C por 1000 horas provocou redução drástica de 60% na entalpia de fusão, devido à destruição de cristalitos, que levou à redução no grau de cristalinidade de ~27% para ~10%. Quando se combina irradiação gama em dose de 300 kGy seguida de aquecimento a 300 °C (1000 horas) se observa um maior efeito nas mudanças das propriedades de entalpia e cristalinidade, com redução nessas propriedades de aproximadamente 87%. A temperatura de início (Tonset) e a energia de ativação da degradação térmica não sofreram alterações significativas, em relação às amostras controle. Medidas de resistividade elétrica superficial no material não apresentaram nenhuma alteração significativa, permanecendo o PEEK dentro da classificação de um material isolante elétrico, mesmo quando submetido a doses altas de radiação gama. Os resultados sugerem que o PEEK comercial é um bom isolante elétrico para componentes expostos aos ambientes de elevadas temperaturas e altas doses de radiação gama.FACEPEPoly (ether ether ketone) (PEEK) is a polymer matrix presenting excellent physicochemical properties, such as: high tensile strength, and good chemical and thermal stability. PEEK is used in many different applications, e.g., chlorine-free electrical insulator for cables and wires in nuclear power plants; radiosterilizable medical devices, among others. Nevertheless, literature data suggest that PEEK undergoes changing in their insulating factures under accelerate thermal aging (290 °C for 2000 hours). In our work, we investigated radiolytic and accelerated thermal ageing effects on the spectroscopic, thermal, and dielectric properties of commercial PEEK, which is a complex polymer system. We also studied scarcely published physicochemical properties, such as, the activation energy of thermal degradation, enthalpy of fusion, and crystallinity degree of irradiated and/or thermally aged PEEK. Our results showed that accelerated thermal ageing at 300 °C for 1000 h promoted a drastic 60% reduction in the enthalpy of fusion, due to crystallites destruction, and consequent reduction in crystallinity degree from 27% to 10%, approximately. Gamma irradiation, in its turn, did not significantly change PEEK thermal properties of non-thermally aged samples, but caused reduction of approximately 87% in enthalpy of fusion and crystallinity in samples thermally aged under 300 °C for 1000 h. Thermal degradation onset temperature (Tonset), activation energy and superficial electric resistivity did not change significantly after irradiation followed by thermal ageing, as well. These findings suggest that commercial PEEK polymer is a good electrical insulator of components exposed to gamma radiation under high temperatures.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilEnergia NuclearPEEKRadiação gamaPropriedades térmicasEspectroscopia FTIRPropriedades elétricasEfeitos da irradiação Gama nas propriedades do Poli (ÉTER ÉTER CETONA) (PEEK)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Denise Luisa Schio de Araújo.pdfDISSERTAÇÃO Denise Luisa Schio de Araújo.pdfapplication/pdf1916544https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42637/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Denise%20Luisa%20Schio%20de%20Ara%c3%bajo.pdf51c6479afd05e5026bbcb1fe984ab517MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42637/2/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD52TEXTDISSERTAÇÃO Denise Luisa Schio de Araújo.pdf.txtDISSERTAÇÃO Denise Luisa Schio de Araújo.pdf.txtExtracted texttext/plain130078https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42637/3/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Denise%20Luisa%20Schio%20de%20Ara%c3%bajo.pdf.txtd906d93a73da9943926a86bdebc5214cMD53THUMBNAILDISSERTAÇÃO Denise Luisa Schio de Araújo.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Denise Luisa Schio de Araújo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1269https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42637/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Denise%20Luisa%20Schio%20de%20Ara%c3%bajo.pdf.jpg17699e49f0be25676ad6d25b55b6ccc2MD54123456789/426372022-02-02 02:14:27.896oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-02-02T05:14:27Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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