Lâminas de polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMWPE) modificadas para aumento de adesão

• Processo: 15/07512-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Klaus Gargitter
• Beneficiário: Thalita Rocha Saciloto
• Vinculado ao auxílio: 14/50407-2 - Lâminas de polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMWPE) modificadas para aumento de adesão, AP.PIPE
• Assunto(s): Engenharia de materiais Resistência dos materiais Desgaste abrasivo Polietilenos Laminas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aderência | Hmwpe | lâminas | Modificadas | Plásticas | superficial | Engenharia de Materiais

Resumo

O polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMWPE) é um polímero que apresenta propriedades excepcionais devido à grande extensão de suas cadeias lineares. Atualmente, a maior parte da produção mundial de UHMWPE é voltada para aplicações industriais e seu consumo vem crescendo devido à grande variedade de aplicação, tais como chapas do polímero prensado, tarugos, perfis e guias para as mais diversas aplicações em diferentes segmentos industriais. Dentre as qualidades do material, destaca-se a alta resistência ao desgaste por abrasão e impacto, além de um baixíssimo coeficiente de atrito. Estas propriedades têm chamado bastante atenção de setores industriais, tais como construção civil, agricultura, mineração e metalurgia, os quais estão sempre buscando alternativas que minimizem custos. Em geral, tais setores possuem processos operacionais muito agressivos que levam à redução do tempo de vida de seus componentes e equipamentos devido a danos por desgaste abrasivo. Dentro deste cenário, um revestimento com um polímero resistente a abrasão pode garantir um processo mais duradouro e lucrativo para a indústria e, neste caso, o UHMWPE pode ser uma alternativa viável como revestimento, por exemplo, de silos utilizados tanto na agricultura quanto na mineração, revestimento de caçambas e containeres, moinhos, chutes, moegas, formas de concreto, entre outros. Apesar de muito atrativo para o mercado, o polímero de UHMWPE apresenta uma característica que dificulta o crescimento de sua aplicação. Por se tratar de um material apolar, o UHMWPE não possui propriedades de aderência adequadas, sendo praticamente impossível de ser colado na maioria dos substratos. Atualmente as chapas do material são fixadas através de técnicas complexas, de alto custo e longo tempo de execução. As técnicas mais comuns são a utilização de parafusos, "stud welding" e "walsher welding". Portanto, o objetivo deste projeto consiste no desenvolvimento de uma técnica de adesão eficiente em diferentes substratos, tal como aço, alumínio ou madeira/compensados, sendo este último o foco primordial deste projeto. Em particular, o mercado de formas de concreto mostra um grande potencial comercial de aplicação. Apesar de mais caro do que os materiais convencionais de formas (aço, alumínio e compensado) a vantagem do UHMWPE se manifesta na sua altíssima resistência ao desgaste e a impactos, propiciando uma relação custo-benefício excepcional. Nesta fase 1 do projeto, os materiais bases (UHMWPE e compensado) serão caracterizados por meio de ensaios físicos, mecânicos e desgaste com o objetivo de comparar desempenhos. Adicionalmente, juntas coladas de UHMWPE sobre diferentes tipos de substratos (aço, alumínio e compensado) serão avaliadas por meio de ensaios mecânicos com o objetivo de mensurar a eficiência de adesão de produtos comerciais disponíveis, destacando-se o PMMA, resina epóxi e Vipafix. Os resultados obtidos fornecerão subsídios para estratégias de modificação do polímero pelo uso de aditivos ou tratamentos de superfície, ou ainda, pelo emprego de interfaces de adesão. Tais modificações serão objeto de pesquisa na Fase 2 deste projeto.