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ICTR 2004 – CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Costão do Santinho – Florianópolis – Santa Catarina
DESEMPENHO TRIBOLÓGICO E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE RECOBRIMENTOS
DE PET, EMAA E BLENDAS (PET/EMAA), PRODUZIDOS POR ASPERSÃO TÉRMICA:
UMA CONTRIBUIÇÃO PARA A RECICLAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS
Gislene Custódio
Andréia Rodrigues Sena
Rogério Antônio Xavier Nunes
Carlos Wagner Moura
Samuel Henrique Gomes
José Roberto Tavares Branco
PRÓXIMA
Realização:
ICTR – Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável
NISAM - USP – Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP
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DESEMPENHO TRIBOLÓGICO E RESISTÊNCIA À
CORROSÃO DE RECOBRIMENTOS DE PET, EMAA E
BLENDAS (PET/EMAA), PRODUZIDOS POR ASPERSÃO
TÉRMICA
UMA CONTRIBUIÇÃO PARA A RECICLAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS
Gislene Custódio2; Andréia Rodrigues Sena3; Rogério Antônio Xavier Nunes4; Carlos Wagner Moura5,
Samuel Henrique Gomes6, José Roberto Tavares Branco7
PET (politereftalato de etileno) é um polímero termoplástico que apresenta
excelentes propriedades químicas e tribológicas como proteção contra corrosão e
desgaste, barreira a gases, leveza, transparência, entre outras. O descarte de
embalagens plásticas tem se tornado um grande problema urbano apresentando
impactos ambientais e sociais, como poluição visual, agressão à fauna aquática,
prejuízos à navegação marítima e à drenagem pluvial e comprometendo a
degradação da matéria orgânica em aterros sanitários, além de ocupar um grande
volume nestes locais. O presente trabalho busca contribuir para sua reciclagem
através da produção de recobrimentos por aspersão térmica, e da avaliação das
principais propriedades do substrato, interface e recobrimento, com o objetivo de
aumentar a resistência ao desgaste das superfícies e modificar o seu
comportamento friccional. Foram produzidos recobrimentos de PET pós-consumo,
copolímero ácido metacrílico de etileno (EMAA) e de blendas (PET/EMAA), em
superfícies metálicas através da técnica de aspersão térmica por combustão
subsônica (LVOF- Low Velocity Oxi Fuel). Foram usados diferentes parâmetros de
aspersão e realizados ensaios de pino sobre disco, roda de borracha, névoa salina e
imersão em combustíveis (álcool, gasolina e diesel). Os recobrimentos poliméricos
apresentaram-se resistentes à corrosão, com baixos coeficientes de atrito, alta
resistência ao desgaste e com boa aderência recobrimento-substrato. Os
recobrimentos feitos com blendas apresentaram coeficientes de atrito tão baixos
quanto os recobrimentos de PET. Verifica-se portando que é promissor o estudo
desses materiais, em especial as blendas, para aplicações tribológicas e barreiras
químicas.
Palavras chave: PET, aspersão térmica, blendas, tribologia.
2
M.Sc. Doutoranda em Engenharia de Materiais REDEMAT/PROCAD.
BIC FAPEMIG- CETEC.
4
M.Sc. Doutorando em Engenharia de Materiais REDEMAT.
5
Eng. Mestrando em Engenharia de Materiais REDEMAT.
6
BIC FAPEMIG- CETEC.
7
Ph.D. CETEC/ UFOP.
Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais – CETEC/ SDT/ LEMS, Avenida José Cândido da
Silveira, 2000, 30170-000, Belo Horizonte, Brasil.
[email protected]
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INTRODUÇÃO
Um polímero é uma substância macromolecular, constituída por ligações
covalentes de no mínimo 50 segmentos moleculares, denominados meros
(SILVA, 2000). O consumo crescente de polímeros tem estimulado a investigação de
novos processos para reciclá-los, bem como os materiais resultantes. Entre estes
polímeros, o PET tem despertado especial interesse em centros urbanos ao longo
da década de 90, pelos danos ambientais que vem causando (SANTOS, 2001).
O PET, que é um poliéster, tem como características a leveza, a
transparência, resistência mecânica, brilho e barreira a gases. Apesar de o PET ser
um dos componentes mais presentes no lixo urbano, a indústria brasileira recicla
somente cerca de 21% do que é consumido no país (DUARTE et al., 2003).
Raramente obtêm-se, em um único polímero, todas as propriedades
necessárias para a aplicação final da maioria dos produtos. Por meio do uso de
blendas poliméricas é possível melhorar o desempenho de um artefato e, em alguns
casos, até mesmo reduzir custos (ROSSINI, 2003).
Denomina-se aspersão térmica o processo de se alimentar em uma tocha um
material e promover sua fusão total ou parcial. O material fundido ou semi-fundido é
lançado para longe da tocha em forma de spray e pode ser depositado sobre um
substrato, formando um recobrimento sólido após o resfriamento (SENA, 2004).
Este trabalho estuda a produção de recobrimentos poliméricos, bem como as
propriedades mecânicas e químicas de polímeros, e a influência do processo de
aspersão térmica em suas propriedades, além do efeito degradador de combustível
e outros meios corrosivos em características mecânicas, químicas e tribológicas dos
recobrimentos, a fim de desenvolver novas aplicações através de materiais
reciclados contribuindo para a preservação ambiental. Para isso, serão produzidos
recobrimentos de PET, EMAA e blendas destes dois polímeros, em diferentes
proporções, em substratos metálicos, pela técnica de aspersão térmica. Serão
utilizados diferentes parâmetros pelo sistema por combustão LVOF, para verificação
da influência dos mesmos sobre as propriedades dos recobrimentos. Será então
feita a caracterização tribológica das amostras através de ensaios como pino-sobredisco (PSD), roda de borracha, perfilometria, névoa salina e imersão em
combustíveis.
MATERIAL E MÉTODOS
Foram produzidos recobrimentos com os polímeros PET, EMAA e blendas
poliméricas (PET/EMAA), através da técnica de aspersão térmica à combustão
LVOF, em placas de aço-carbono ABNT 1020. Os substratos foram submetidos a
um prévio jateamento com óxido de alumínio (Al2O3). Foi feito o pré-aquecimento
dos substratos. Foram produzidas as seguintes amostras: PET espesso, PET
poroso, PET sem jatear (onde não foi feito o prévio jateamento do substrato), EMAA,
EMAA espesso, EMAA sem jatear. Os recobrimentos de blendas foram produzidos
com proporções de 10%, 30%, 50%, 70% e 90% de EMAA.
Em alguns recobrimentos foram usados diferentes parâmetros de aspersão
com o objetivo de verificar a influência dos mesmos em propriedades como
aderência e coeficiente de atrito. Os recobrimentos foram produzidos com pressões
de 50psig de oxigênio e propano, fluxos de 45FMR para ambos os gases, 20rpm de
rotação do tambor de alimentação do pó e pressão de nitrogênio de 60psig. Na
produção da amostra PET poroso foram usadas pressões de 30psig e fluxos de
30FMR de oxigênio e propano.
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Para avaliação do comportamento frente ao desgaste dos recobrimentos, foi
usado o método pino-sobre-disco (PSD). Foram preparadas 5 amostras de cada
recobrimento, sendo que em uma amostra foi realizado o ensaio até 50 voltas, em
outra até 200 voltas, em outra até 500 voltas, outra até 1500 voltas e finalmente até
5000 voltas. Os testes foram conduzidos também em amostras de lâminas de PET
retiradas de garrafa pós-consumo, tendo sido coladas 3 lâminas de garrafa sobre um
substrato de aço-carbono. Foram monitorados: variação da largura da trilha,
variação do coeficiente de atrito, profundidade da trilha e variação da massa. Foi
usada uma carga normal de 10N, com rotação do disco de 100rpm, com diâmetro de
trilha de 8,5mm.
No ensaio da roda de borracha foi utilizada a norma ASTM G02.3. A borracha
na borda da roda possuía uma dureza de 60 Shore A. A velocidade de rotação da
roda foi de 200rpm e o abrasivo (sílica) possuía uma distribuição granulométrica
entre 215 a 300μm, tendo sido alimentado com um fluxo de 300 a 400 g/min. O peso
morto colocado no braço de alavanca foi de 45N. As dimensões da roda eram de
226mm de diâmetro e largura de 13mm. O tempo do ensaio foi de 60s. Foram
também preparadas amostras contendo três lâminas sobrepostas de PET
provenientes de garrafa de refrigerante. As trilhas formadas foram medidas por
perfilometria 2D, por meio de microscopia ótica, paquímetro e micrômetro. Foi
também acompanhada a perda de massa. Foi determinada a umidade da areia.
Amostras de chapas de aço e de recobrimentos PET, PET poroso e EMAA
foram deixadas em uma câmara de névoa salina durante 6 dias para avaliação da
resistência à corrosão, segundo a norma B 117-94.
As amostras foram submetidas em meios combustíveis com gasolina, álcool
combustível e óleo diesel, sendo que este experimento ainda se encontra em
andamento.
RESULTADOS
A distância de aspersão usada na produção dos recobrimentos foi de
aproximadamente 30cm. O pré-aquecimento do substrato exerceu grande influência
sobre a deposição mais uniforme e conseqüentemente sobre a aderência dos
recobrimentos, fato que, até visualmente pode ser observado.
O recobrimento PET poroso apresentou menor coalescência das partículas
(figura 1-d). Nenhum dos recobrimentos indicou, visualmente, indícios de
degradação que é caracterizada por uma coloração escura (figura 1).
Na tabela 1, têm-se os valores médios das medidas de espessura dos
recobrimentos.
a)
g)
b)
h)
c)
d)
e)
f)
i)
j)
l)
m)
Figura 1- Imagens dos recobrimentos poliméricos: a) PET; b) PET sem jatear;
c) PET espesso; d) PET poroso; e) EMAA; f) EMAA sem jatear; g) EMAA espesso;
h) 10% EMAA; i) 30% EMAA; j) 50% EMAA; l) 70% EMAA; m) 90% EMAA.
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Tabela 1- Espessura dos recobrimentos produzidos por aspersão térmica.
Recobrimento
Espessura (μm) Recobrimento
Espessura (μm)
PET
0,391
Blenda 90% EMAA 0,658
EMAA
0,421
PET poroso
0,892
Blenda 10% EMAA 0,592
PET espesso
0,671
Blenda 30% EMAA 0,521
PET sem jatear
0,683
Blenda 50% EMAA 0,535
EMAA espesso
0,803
Blenda 70% EMAA 0,603
EMAA sem jatear
0,533
Ensaio de pino-sobre-disco
A figura 2 apresenta imagens obtidas por perfilometria 3D das amostras
submetidas ao ensaio de PSD. A figura 3 apresenta gráficos com as variações de
massas ao longo do ensaio de pino-sobre-disco. Nas figuras 4 e 5 são apresentadas
as variações de larguras de trilhas de desgaste e dos coeficientes de atrito com o
número de voltas durante o ensaio.
a)
b)
Figura 2- Imagens de perfilometria 3D de recobrimentos após 5000 voltas no ensaio
PSD: a) PET e b) EMAA.
Figura 3- Variação de massa com o número de voltas no ensaio de PSD de
recobrimentos de PET, EMAA e de blendas.
Figura 4- Largura de trilha pelo número de voltas no ensaio de PSD para
recobrimentos de blendas 90% EMAA, EMAA e PET espesso.
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Figura 5- Variação do coeficiente de atrito com o número de voltas no ensaio de
PSD de blendas; recobrimentos de PET e de EMAA.
Ensaio de roda de borracha
Na tabela 2 são apresentados os valores de largura de trilhas de desgaste. As
trilhas atingiram o substrato nas amostras PET, PET sem jatear, EMAA sem jatear,
lâminas de PET e de blendas nas proporções 30 e 50% de EMAA (figura 6). A
figura 7 apresenta um gráfico com as profundidades de trilhas formadas. Na figura 8
têm-se as perdas de massas das amostras.
Tabela 2- Valores de larguras de trilhas formadas em ensaio de roda de borracha.
Recobrimento
Largura (mm)
Recobrimento
Largura (mm)
a
b
a
b
PET
12,15
11,30
10%
12,30
12,30
PET espesso
12,20
11,97
30%
12,10
12,60
PET sem jatear
12,00
11,92
50%
12,65
12,53
EMAA
12,38
12,48
70%
12,60
12,52
EMAA espesso
12,62
12,20
90%
12,65
12,65
EMAA sem jatear 12,35
13,78
PET garrafa
13,23
11,77
PET sem jatear
PET
PET espesso PET garrafa
EMAA
EMAA espesso
EMAA sem jatear 10%
30%
50%
70%
90%
Figura 6- Trilhas de desgaste dos recobrimentos, no ensaio de roda de borracha.
Figura 7- Profundidade de trilhas nos recobrimentos.
Figura 8- Perdas de massas.
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Ensaio em câmara de névoa salina
a)
b)
c)
d)
Figura 10- Amostras submetidas ao ensaio de névoa salina: a) chapas de aço;
b) recobrimento de PET; c) recobrimento de EMAA; d) recobrimento poroso de PET.
DISCUSSÃO
A distância de aspersão foi determinada por meio de testes com diferentes
distâncias e com o auxílio de bibliografias como Campos (1997) e Duarte (1999).
Quando a distância usada era maior que o comprimento da chama, um grande
percentual de partículas se depositava no recobrimento sem estarem fundidas,
sugerindo que as mesmas resfriavam ainda durante o vôo. Quando era usada uma
distância de aspersão menor que o comprimento da chama, ocorria degradação
térmica do recobrimento, observada visualmente pela coloração escura adquirida.
O jateamento do substrato mostrou ser um fator importante para se obter
maior adesão recobrimento-substrato. Segundo Campos (1997), a superfície do aço
jateado tem uma maior área de superfície e tem maior ancoramento mecânico. Se o
polímero é aspergido sobre camadas de óxido grandes, isso pode resultar em
porosidade.
Segundo Brogan (1996), com o pré-aquecimento podemos evitar o choque
térmico, pelo fato de o substrato resfriar o recobrimento mais lentamente e de uma
forma mais homogênea evitando a ocorrência de trincas. O pré-aquecimento do
substrato também auxilia na fusão das partículas poliméricas. A ausência de préaquecimento
desfavorece
a
adesão
do
recobrimento
depositado.
Petrovicova e colaboradores (2002) constataram que se o pó for insuficientemente
aquecido ou for aspergido em um substrato frio, as partículas irão solidificar antes de
estarem completamente “esparramadas” e coalegidas na superfície, e o
recobrimento pode se tornar poroso ou com baixa coesão entre as partículas.
A razão do fluxo oxigênio/propano deve ser de forma que não ocorra excesso
de oxigênio, acarretando degradação por oxidação, nem a falta do mesmo, o que
diminuiria a temperatura da chama causando a fusão parcial ou a não fusão da
partícula do polímero. A presença de óxidos e de material degradado, não é
desejável devido às diferenças de expansão (HACKETT et al., 1994), o que reduz a
coesão e a adesão dos recobrimentos formados (SWANK et al., 1994).
No recobrimento PET poroso, as menores temperaturas usadas não foram
suficientes para um aquecimento eficiente, obtendo-se baixa coalescência das
partículas e conseqüentemente pouca aderência recobrimento-substrato.
Os recobrimentos não apresentaram uniformidade nos valores de espessura
devido à travessia manual da tocha no processo de aspersão térmica, exceto claro,
no caso em que a intenção era justamente a de se obter valores maiores de
espessura. Não foi possível utilizar uma baixa velocidade de travessia, controlando
melhor as descontinuidades, porque isso poderia favorecer a uma degradação
térmica do polímero, já que a chama permaneceria por mais tempo sobre o material
já depositado.
Uma baixa taxa de alimentação do pó equaciona um baixo depósito de
polímero por área (BROGAN, 1996) e pode ocorrer a degradação do pó devido ao
tempo de permanência da partícula na chama ser maior. Taxa de alimentação
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superior à adequada pode acarretar em porosidade e rugosidade excessiva devido
ao tempo de permanecia da partícula na chama ser pequena causando a não fusão
ou fusão parcial da partícula, afetando assim a aderência do recobrimento.
Ensaio de pino-sobre-disco
Algumas amostras dos recobrimentos PET sem jatear e PET espesso
arrancaram durante ensaio, evidenciando os efeitos do prévio jateamento e da
espessura na aderência recobrimento-substrato.
Não foram encontradas variações de massas que fossem significativas,
exceto na amostra com blenda 10% EMAA que apresentou uma perda de massa
nas primeiras 50 voltas. Em seus experimentos, Campos (1997), relatou que nas
primeiras 70 voltas ocorre perda de massa devido à microestrutura melhor
organizada, ou seja, mais cristalina. A formação inicial da trilha ocorre por um
esmagamento do material com conseqüentes perdas. A amostra com EMAA sem
jatear apresentou uma perda maior de massa após 500 voltas, que pode ser
explicada pela menor aderência do recobrimento ao substrato pela falta de
jateamento. Estima-se com isso, que a taxa de desgaste dos recobrimentos não
apresenta valor mensurável. Santos (2001) também não encontrou variações
significativas de massas em seus experimentos.
Em algumas amostras, principalmente em EMAA e blendas 90% EMAA,
foram encontradas pequenas variações positivas nos valores de massas,
provavelmente devido a erros experimentais que se tornaram mais nítidos diante da
pequena escala de variação. Outra explicação seria a dada por Campos (1997) que
encontrou aumento de massa em amostras de recobrimentos com PET e atribuiu o
fato à higroscopia do PET e a dinâmica de desgaste do material, ocorrendo um
mascaramento da perda de massa no processo, visto que o ganho de massa devido
à umidade é maior que a perda por desgaste.
O desgaste e a formação da trilha acontecem devido ao deslizamento do pino
sobre as asperidades macroscópicas da superfície polimérica. Nos recobrimentos
com PET foi observado que ocorria uma maior remoção de material, ao qual se
comportava como um abrasivo no decorrer do ensaio. Nestes recobrimentos o
coeficiente de atrito aumentou discretamente com o número de voltas, iniciando com
valores em torno de 0,07 e alcançando coeficientes de 0,11. Devido ao fato do PET
estar em um estado semi-cristalino, a deformação plástica atinge o limite de ruptura
em menor intensidade, acarretando um número reduzido de partículas de resíduos
(CAMPOS, 1997). Também Branco e colaboradores (1999), relataram que esses
resíduos são responsáveis pelo aumento do atrito durante o deslizamento, enquanto
sua remoção promove a diminuição do coeficiente de atrito. Esse comportamento é
semelhante ao que tem sido relatado pelo modelo de atrito de Suh e Sin, no qual a
força de atrito é devido a combinação de deformação da asperidade, adesão e
efeitos de aragem- “ploughing” (CAMPOS, 1997). Os recobrimentos de PET
mostraram possuir baixos coeficientes de atrito, além de alta resistência ao
desgaste. Isto também foi relatado no trabalho de Campos (1997).
Os recobrimentos de EMAA apresentaram maiores coeficientes de atrito em
relação aos recobrimentos com PET, sendo que os valores dos coeficientes não
mostraram grandes variações com o número de voltas. Os valores ficaram sempre
em torno de 0,22.
Em blendas, notou-se que quanto maior a porcentagem de EMAA maior foi o
coeficiente de atrito. Em amostras com 10% e 30% de EMAA os valores foram
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semelhantes aos encontrados para PET. Com 90% de EMAA foram encontrados
valores característicos para EMAA puro (0,22).
Observou-se que em relação aos metais, os polímeros exibem coeficientes de
atrito menores. Segundo Briscoe e colaboradores (1996) materiais viscoelásticos
apresentam uma maior restrição quanto à penetração, devido ao relaxamento
elástico. A contribuição elástica não pode ser ignorada para polímeros orgânicos.
Em recobrimentos de PET as trilhas formadas são de difícil visualização, em
EMAA estas trilhas já são nítidas e blendas apresentaram uma maior resistência à
formação das mesmas. Os recobrimentos de EMAA apresentaram sulcagem
acompanhada por uma recuperação viscoelástica significante do recobrimento. A
formação de extremidades nos lados dos riscos é definida por Briscoe e
colaboradores (1996) como deformação por sulcagem viscoelasto-plástica onde, em
condições de cargas ou tensões mais altas, a deformação tem caráter plástico.
Através do estudo perfilométrico foi difícil identificar as larguras e
profundidades das trilhas resultantes nos recobrimentos de PET. Com o número de
voltas as larguras das trilhas foram maiores em recobrimentos de EMAA, e não
apresentaram um crescimento tão evidente em PET. Pode-se notar que em blendas
com menores teores de EMAA, não foi possível identificar trilhas de desgaste. As
profundidades de trilhas aumentam com o aumento do número de voltas para todas
as amostras em que foram visualizadas trilhas.
Ensaio de roda de borracha
Foi encontrado um valor de umidade da areia de 0,009% sendo que pela
norma ela deveria estar abaixo de 0,5%. As larguras das trilhas formadas foram
aproximadamente as mesmas da roda utilizada no ensaio.
Os recobrimentos de PET apresentaram menores perdas de massas que o
PET garrafa, ou seja, maior resistência ao desgaste abrasivo. Este fenômeno se
deve, provavelmente, às alterações na microestrutura do PET durante o processo de
aspersão térmica, alterando diversas propriedades deste polímero. Os
recobrimentos com EMAA apresentaram menores perdas de massas que os demais
recobrimentos. As blendas acompanharam esse comportamento, sendo que nas
blendas com maiores proporções de EMAA as perdas de massas foram menores.
No caso de PET, as partículas do próprio recobrimento comportam-se como
abrasivo promovendo um desgaste maior, já com recobrimentos de EMAA um
amassamento do polímero é mais evidente que a perda de material.
A profundidade de trilhas em recobrimentos PET foi menor que as observadas
para amostras de PET garrafa, o que comprova que o recobrimento foi mais
resistente ao desgaste. O recobrimento de EMAA foi o que apresentou menor
profundidade de trilha, apresentando maior comportamento elástico. As blendas com
menores teores de EMAA mostraram profundidades de trilhas maiores do que com
percentagem maior deste polímero.
Ensaio em câmara de névoa salina
Os recobrimentos apresentaram uma elevada eficiência na proteção à
corrosão. As superfícies de aço-carbono 1020 expostas ao ambiente de teste,
apresentaram um alto nível de corrosão com visível desprendimento de material. Na
amostra PET poroso foram encontrados focos de corrosão. Nas amostras PET e
EMAA foram observados alguns pequenos focos de corrosão em trincas que se
encontravam nos recobrimentos, sendo que, os recobrimentos PET apresentaram
maior resistência do que os recobrimentos de EMAA. Alves e colaboradores (1997)
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encontraram uma menor resistência à corrosão para chapas de aço-carbono sem
revestimento do que para revestidas. As amostras de aço-carbono revestido com
PET apresentaram apenas pequenos pontos alaranjados de ferrugem sobre os
riscos. Observou-se que o recobrimento polimérico apresentou uma boa aderência
ao aço impedindo o avanço da corrosão e não permitindo que esta atingisse a área
debaixo da película. Já o recobrimento de EMAA, apresentou menor aderência ao
aço, pois após o ensaio, a película estava parcialmente descolada e os pontos de
ferrugem apresentaram-se mais extensos. Duarte (1999) não identificou qualquer
sinal de ataque à recobrimentos poliméricos.
CONCLUSÃO
A produção de recobrimentos poliméricos por aspersão térmica é de bastante
utilidade na proteção de peças contra corrosão, desgaste e umidade. Os baixos
coeficientes de atrito apresentados por polímeros, tornam possível a utilização
destes em aplicações onde ocorre o deslizamento de superfícies duras,
proporcionando a minimização dos custos e contribuindo para a diminuição dos
impactos ambientais negativos provenientes da geração de resíduos sólidos. Os
recobrimentos feitos com blendas apresentaram coeficientes de atrito tão baixos
quanto os recobrimentos de PET, tornando a confecção e estudo destas blendas um
campo bastante promissor. Os recobrimentos apresentaram boas condições de
aderência ao substrato e boa resistência à corrosão. A temperatura atingida pelo
recobrimento durante a deposição influenciou significativamente as características e
propriedades do mesmo.
AGRADECIMENTOS
PROCAD; CAPES; REDEMAT; CETEC e FAPEMIG.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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blendas com polietilenoglicol. Belo Horizonte, MG: UFMG, Tese de Doutorado Universidade Federal de Minas Gerais, 2000.
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aço por aspersão térmica a partir de pós obtidos em diferentes condições de
moagem. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 13, n. 3, p. 198-204, 2003.
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tampas e rótulos). In: 7º SEMINÁRIO DAS COMISSÕES TÉCNICAS DA ABPOL
São Paulo, 2003.
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aspersão térmica. Relatório final BIC FAPEMIG. Fundação Centro Tecnológico
de Minas Gerais. Belo Horizonte, MG, 2004.
6. CAMPOS, S. R. V. Estudo de recobrimentos poliméricos recicláveis por spray
térmico. Relatório Técnico - Processo: FAPEMIG - 8010096. Fundação Centro
Tecnológico de Minas Gerais. Belo Horizonte, MG, novembro, 1997.
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etileno) depositados em aço por aspersão térmica. Belo Horizonte, MG: UFMG,
1999. Dissertação de Mestrado -Universidade Federal de Minas Gerais, 1999.
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14. ALVES, A.; LÚCIA, A.; MADISON, G.; MELLO, L. M. V.; MATOS, M. B.; SOUZA,
M. M.; PATU, R. S. Estudo da corrosão e desgaste de recobrimento polimérico
por spray térmico. Relatório Técnico do trabalho desenvolvido pelo Laboratório
de Operações e Processos da Universidade Federal de Minas Gerais. Belo
Horizonte, MG, 1997.
ABSTRACT
TRIBOLOGICAL PERFORMANCE AND CORROSION RESISTANCE OF PET,
EMAA AND BLENDS (PET/EMAA) COATINGS PRODUCED BY THERMAL
SPRAY
A CONTRIBUTION FOR SOLID WASTES RECYCLING
PET is a thermoplastic polymer that shows excelent chemical and tribological
properties like protection against wear and corrosion, gas barrier, low weight, high
transparency and others. The discard of plastic packings become a great urban
problem showing social and environmental impacts, like visual pollution, aquatic life
aggression, sea navigation and pluvial draining damages, compromising the organic
matter degradation in sanitary deposits where they occupy a great volume. The
present work has the goal to contribute with the recycling process making use of the
PÈT to produce coatings by thermal spray. So, it will be evaluated the properties of
the coating, interface and substrate, with the intention to increase the wear
resistance of the surfaces and to modify their frictional behavior. It were produced
coatings of PET post-consumer, copolymer ethylene metacrylic acid (EMAA), and
blends (PET/EMAA), over metalic surfaces using the thermal spray technique of
LVOF. It were employed different parameters of spraying and realized: pin-on-disk
experiments, rubber wheel tests, exposition tests in saline mist chambers and
immersion tests in alcohol, gas and diesel oil. The polymeric coatings showed good
corrosion resistance, low friction coefficients, high wear resistance as well as good
adhesion to the substrate. The coatings produced using blends showed so low
friction coefficients as PÈT coatings. So, it was verified that these materials are
promising, specially blends, for tribological applications and chemical barrie
Key-words: PET, thermal spray, blends, tribology.
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RESUMO
DESEMPENHO TRIBOLÓGICO E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE
RECOBRIMENTOS DE PET, EMAA E BLENDAS (PET/EMAA), PRODUZIDOS
POR ASPERSÃO TÉRMICA
Objetivo
O presente trabalho busca contribuir para a reciclagem de plásticos como
PET e EMAA através da produção e caracterização de recobrimentos por aspersão
térmica à combustão subsônica, visando estudar a tecnologia de superfícies na área
de corrosão e desgaste a fim de reduzir os impactos ambientais negativos
provenientes da geração de resíduos sólidos, oferecendo ao mercado novos
produtos.
Metodologia
Foram produzidos recobrimentos de PET pós-consumo, EMAA e de blendas
dos dois polímeros, em diferentes proporções, em superfícies metálicas através da
técnica de aspersão térmica por combustão LVOF, sendo utilizados diferentes
parâmetros de aspersão para verificação da influência dos mesmos sobre as
propriedades dos recobrimentos. Para avaliação do comportamento frente ao
desgaste foram realizados ensaios de pino-sobre-disco (PSD), roda de borracha e
perfilometria. Para avaliação da resistência dos recobrimentos à corrosão foram
feitos ensaios de névoa salina e imersão em combustíveis.
Resultados alcançados ou esperados
Os recobrimentos poliméricos apresentaram-se resistentes à corrosão, com
baixos coeficientes de atrito, alta resistência ao desgaste bem como com boa
aderência recobrimento-substrato, oferecendo uma eficiente proteção ao substrato.
Os revestimentos têm apresentado propriedades tribológicas promissoras, uma vez
que os mesmos estão oferecendo maior resistência ao desgaste do que amostras de
lâminas de PET provenientes de bebidas carbonatadas. Os recobrimentos feitos
com blendas apresentaram coeficientes de atrito tão baixos quanto os recobrimentos
de PET.
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