LES APPLICATIONS

Foi definido para esta pesquisa, que o tratamento a plasma a ser realizado nas amostras provenientes da resina virgem e do resíduo reciclado teria a função de tornar a superfície mais hidrofóbica, o que se deu por dois motivos.

O primeiro é a grande aplicação do PVC reciclado é no segmento de conduítes, ou seja, com a função principal de proteção mecânica dos fios de eletricidade. Dessa forma, seria interessante que o material contribuísse o mínimo possível com condução de eletricidade, no caso de um eventual acidente com a fiação. Uma superfície mais hidrofóbica tem um caráter mais isolante, satisfazendo as condições para um uso mais seguro do conduíte.

O segundo motivo para tornar a superfície mais hidrofóbica foi a durabilidade do tratamento. Ao se reduzir a energia da superfície, o tratamento tende a permanecer indefinidamente, ao contrário de um tratamento com intenções de aumentar a hidrofilicidade. Como o conduíte trata-se de uma aplicação com tempo de vida útil bastante longo, a superfície permaneceria hidrofóbica durante seu uso.

4.6.1 Preparo das Amostras

Para a obtenção das amostras, foram utilizados pedaços de corpos de prova moldados a partir de tubos de PVC coletados no Aterro Municipal de Inertes, conforme exposto nos itens 4.1 e 4.2.

As amostras foram submetidas à limpeza inicial, a fim de se eliminar possíveis impurezas superficiais que pudessem atrapalhar o tratamento a plasma. Tal procedimento consistia em três etapas seqüenciais, sendo que na primeira delas o material era imerso em uma solução do detergente DetLimp S32 (Chenco Industria e Comércio Ltda.), com concentração de aproximadamente 2% (m/v), e levado a uma cuba ultra-sônica PLANA TC (modelo Ultrasonic Cleaner CBU-100/3LT) durante um período de 20 minutos.

Na segunda etapa, era feito o descarte da solução e o enxágüe das amostras com água corrente. Em seguida as mesmas eram novamente submetidas ao banho ultra-sônico por mais 20 minutos imersas somente em água destilada.

Finalmente, as amostras eram transferidas para um béquer contendo álcool iso- propílico e levadas novamente a cuba ultra-sônica por 20 minutos.

A secagem, após o descarte do álcool, foi feita ao ar, facilitada pela presença de circulação do ar no interior da capela.

Ao final deste procedimento, as amostras foram consideradas prontas para serem submetidas ao tratamento.

4.6.2 Tratamento Superficial a Plasma

Para os tratamentos superficiais das amostras de PVC foi utilizado um reator de aço inoxidável, com capacidade de cerca de 5 L, do Laboratório de Plasmas Tecnológicos (LaPTec) localizado na UNESP-Sorocaba, cujo corte em perfil é apresentado na Figura 20.

Figura 20 – Perfil do reator utilizado para os tratamentos superficiais das amostras de PVC.

Na Figura 21, é apresentado um esquema com os demais componentes do sistema. Fazem parte do mesmo:

Válvulas do tipo agulha Edwards FCV 10k, para o controle do fluxo do

gás de interesse durante os tratamentos;

Casador de impedância Tokyo Hy-Power modelo MB-150, para controle e

monitoramento da energia refletida pelo reator, sempre visando aos mínimos valores possíveis;

Gerador de rádio-freqüência Tokyo Hy-Power modelo RF-150, para

controle e padronização da energia fornecida ao reator, com potência que varia entre 0 e 150W.

Medidor de pressão Edwards, modelo Barocel Pressure Sensor, para o

monitoramento detalhado da pressão no interior do reator, possibilitando a reprodução das condições de tratamento;

Bomba rotativa de palhetas Edwards modelo E2M-18 (com capacidade de

bombeamento de 18 m3/h), para a redução da pressão, e ainda a renovação da atmosfera no interior do reator.

Figura 21 – Representação dos principais componentes do sistema utilizado para os tratamentos superficiais a plasma.

Após a colocação das amostras dentro do reator, o mesmo foi fechado, assim como a entrada do ar atmosférico.

A bomba rotativa foi ligada para retirada do ar atmosférico ainda presente no sistema. A pressão foi reduzida até o valor mínimo fornecido pela bomba de vácuo (cerca de 4,65 x 10-2 Torr), denominado de pressão de fundo. Esta condição foi mantida por alguns

minutos a fim de possibilitar a saída de gases indesejáveis no reator ou de contaminantes, até que este valor de pressão se estabilizasse.

Estabilizada a pressão, o gás utilizado no tratamento, SF6 (hexafluoreto de

enxofre) era admitido no reator até que a pressão atingisse o valor de 100 mTorr, chamada pressão de trabalho. Este gás foi utilizado pela comprovada eficiência em tornar superfícies poliméricas hidrofóbicas (RANGEL et al, 2003).

O fio terra foi ligado no eletrodo de cima e a radiofreqüência no eletrodo de baixo, sendo esta última ajustada para fornecer um determinado valor de potência, dando início à contagem de tempo do tratamento.

Foram realizados um total de 36 testes em amostras de PVC reciclado (grosso), visando encontrar o conjunto tempo x potência que fornecesse o maior ângulo de contato, posteriormente medido (maior hidrofobicidade). Neste sentido, variou-se o tempo de tratamento em 2 ,5, 10, 15, 20 e 30 minutos e a potência do tratamento em 30, 40, 50, 60, 70 e 80 W. O ângulo de contato foi medido pelo goniômetro automatizado Ramé-Hart, modelo 100-00, do Laboratório de Plasmas Tecnológicos da UNESP-Sorocaba.

Ao final de cada tratamento o fluxo de gás e o vácuo eram cessados e as amostras retiradas do reator eram submetidas às análises de ângulo de contato.

A melhor condição tempo x pressão foi repetida para amostras de materiais baseados tanto em PVC reciclado (fino e grosso) bem como em PVC virgem, que posteriormente foram caracterizadas com a medição de resistência e resistividade elétrica, rugosidade superficial, XPS, espectroscopia na região do infravermelho, dureza e desgaste superficial. Amostras dos materiais sem tratamento também foram submetidas aos mesmos ensaios, para comparação.

O ângulo de contato também foi avaliado em função do temo de envelhecimento do tratamento por cerca de 160 dias após o tratamento das amostras. Este ensaio teve o

objetivo de comprovar a durabilidade do tratamento, ou seja, se a hidrofobicidade foi mantida com o passar do tempo. A melhor condição otimizada foi realizada em duplicata tanto para materiais baseados em PVC reciclado (fino e grosso) bem como em PVC virgem.