4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1.4 Ângulo de Molhamento
O gráfico da Figura 32 abaixo, mostra do comportamento do ângulo de contato para as amostras tratadas a 30 minutos.
Figura 32 - Comportamento do ângulo de molhamento para amostras revestidas por Al2O3, M1, e tratadas termicamente por 30 minutos
Fonte: O autor, 2017.
Nesse gráfico é possível observar que a amostra 1, obteve valores maiores de ângulo de contato, porém variaram muito de uma gota para a outra. No caso da amostra 2, os valores de ângulo de contato não variaram tanto, porém foram valores muito baixos, entre 30 e 37º. Em ambas, os ângulos mostraram um comportamento de molhabilidade intermediária.
Na Figura 33, os valores apresentados são da amostra revestida por Al2O3 e tratada termicamente por 60 minutos.
Figura 33 - Comportamento do ângulo de molhamento para amostras
revestidas por Al2O3, M1,e tratadas termicamente por 60 minutos.
Fonte: O autor, 2017.
Nesse caso, os valores foram próximos aos obtidos anteriormente, porém uma das gotas na amostra 2 apresentou caráter hidrofílico, estando abaixo de 30º.
Na Figura 34, é possível observar o comportamento físico da gota.
Figura 34 - Comportamento físico das gotas de maior e menor
ângulo de contato nos substratos revestidos por Al2O3, M1.
Legenda: M1 -(a, b) amostra tratada termicamente por 30 min.;
(c, d) amostra tratada termicamente por 60 min.
Fonte: O autor, 2017.
Em (a), se observa o comportamento da gota que apresentou o maior ângulo de contato nas amostras tratadas por 30 minutos e em (b) a que apresentou o menor ângulo de contato. Em (c) e (d), apresentam, respectivamente as gotas que mostraram maior e menor ângulos de contato para as amostras tratadas a 60 minutos.
Para a segunda reação, CexOy/Al2O3 com a presença do agente complexante, a Figura 35, mostra o gráfico gerado para a amostra tratada termicamente por 30 minutos.
Figura 35 - Comportamento do ângulo de molhamento para amostras revestidas por CexOy/Al2O3 (com a presença do agente complexante), M2, e tratadas termicamente por 30 minutos
Fonte: O autor, 2017.
Através desse gráfico é possível ver que, em todas as gotas, o ângulo observado ficou dentro da faixa para superfícies intermediária quanto a molhabilidade, menos na gota 3 da amostra 1, onde o valor enquadra a superfície como sendo hidrofóbica. Porém, assim como na amostra M1, os ângulos de contato variaram muito para gotas de uma mesma amostra.
Na Figura 36, o gráfico gerado avaliou o comportamento dos ângulos de contato para a amostra submetida ao tratamento térmico durante 60 minutos.
Figura 36 - Comportamento do ângulo de molhamento para
amostras revestidas por CexOy/Al2O3 (com a presença do agente complexante), M2, e tratadas termicamente por 60 minutos.
Fonte: O autor, 2017.
Assim como no tratamento térmico a 30 minutos, as amostras tratadas termicamente por 60 minutos se comportaram, sem exceções, como superfícies de caráter intermediário quanto ao nível de molhabilidade, com ângulos de contato dentro da faixa de 30 a 90º.
Na Figura 37, é possível ver o comportamento físico das gotas nas superfícies revestidas com CexOy/Al2O3, e seus maiores e menores ângulos para cada tratamento térmico. Sendo (a) e (b) maior e menor ângulo de contato, respectivamente, para as amostras tratadas termicamente por 30 minutos e (c) e (d), maior e menor, para as amostras tratadas a 60 minutos, respectivamente.
Figura 37 - Comportamento físico das gotas de maior e menor
ângulo de contato nos substratos revestidos por CexOy/Al2O3
(com a presença do agente complexante).
Legenda: M2 - (a, b) amostra tratada termicamente por 30 min.;
(c, d) amostra tratada termicamente por 60 min.
Fonte: O autor, 2017.
A gota em 37.a, apresenta características de uma em uma superfície hidrofóbica, pois o ângulo formado é maior que 90º.
A Figura 38, abaixo, demonstra o gráfico dos ângulos de contato para o substrato revestido com CexOy/Al2O3, sem a presença do agente complexante, para as amostras tratadas termicamente por 30 minutos.
Figura 38 - Comportamento do ângulo de molhamento para
amostras revestidas por CexOy/Al2O3 (sem a presença do agente complexante), M3, e tratadas termicamente por 30 minutos.
Fonte: O autor, 2017.
Em dois pontos da amostra 1 (gotas 1 e 2) e em um ponto da amostra 2 (gota 3), foram verificadas regiões de caráter hidrofóbico, os demais pontos apresentaram valores de comportamento de superfície com nível intermediário de molhabilidade.
Na Figura 39, foi verificado o comportamento dos ângulos de contato para o mesmo material de revestimento, porém o tratamento térmico foi de 60 minutos.
Figura 39 - Comportamento do ângulo de molhamento para amostras revestidas por CexOy/Al2O3 (sem a presença do agente complexante), M3, e tratadas termicamente por 60 minutos
Fonte: O autor, 2017.
Os valores do ângulo de contato obtidos na amostra 1 se encontram na faixa de uma superfície hidrofóbica, mas ao final da medição os valores ficaram abaixo de 90º. Os valores da amostra foram bem próximos como pode ser visto nas linhas referentes a amostra 1.
A amostra 2 alcançou valores intermediários de molhabilidade e mais uma vez, foi vista uma variação entre as medidas em uma mesma amostra.
A Figura 40, mostra o comportamento das amostras que apresentaram maior (a) e menor (b) ângulo de contato para a os substratos revestidos com CexOy/Al2O3
(sem a presença do agente complexante) e tratados termicamente por 30 minutos e o maior (c) e menor (d) para os ângulos tratados por 60 minutos.
Figura 40 - Comportamento físico das gotas de maior
e menor ângulo de contato nos substratos revestidos por CexOy/Al2O3 (sem a presença do agente complexante)
Legenda: M3 - (a, b) amostra tratada termicamente por 30 min.; (c, d) amostra tratada termicamente por 60 min.
Fonte: O autor, 2017.
Em M4, com o dobro da quantidade de CexOy e sem o agente complexante, o comportamento das gotas é observado na Figura 41.
Figura 41 - Comportamento do ângulo de molhamento para amostras revestidas por CexOy/Al2O3 (com o dobro de CexOy em relação às reações M2 e M3), M4, e tratadas termicamente por 30 minutos
Fonte:O autor, 2017.
Os níveis de molhabilidade foram verificados com ângulos de contato baixos, caracterizando um comportamento hidrofílico sempre nas segundas amostras.
Os valores de ângulo para a segunda amostra se mostraram bem diferentes em relação a primeira amostra.
Na Figura 42, é possível notar alguma semelhança em relação aos ângulos gerados para o substrato revestidos com o mesmo material.
Figura 42 - Comportamento do ângulo de molhamento para amostras revestidas por CexOy/Al2O3 (com o dobro de CexOy em relação as reações 2 e 3), M4, e tratadas termicamente por 60 minutos.
Fonte: O autor, 2017.
Diferentemente do gráfico da Figura 41, na Figura 42, a segunda amostra apresentou apenas uma medida com caráter hidrofílico, ou seja, ângulo de contato abaixo de 30º.
Na Figura 43, é possível observar o comportamento das gotas nas superfícies dos substratos revestidos com o material em questão.
Figura 43 - Comportamento físico das gotas de maior e menor
ângulo de contato nos substratos revestidos por CexOy/Al2O3
(com o dobro de CexOy e sem a presença do agente complexante emrelação a M2 e M3).
Legenda: M4 - (a, b) amostra tratada termicamente por 30min.;
(c, d) amostra tratada termicamente por 60 min.
Fonte: O autor, 2017.
Uma possível causa para ocorrer essa situação para as segundas amostras, foi a maneira como os substratos foram armazenados, pois a amostra 1 teve contato direto com a amostra 2, ou seja, ficaram sobrepostas uma sobre a outra, e a medição foi feita justamente no lado da segunda amostra que estava encostada na amostra 1, enquanto que a medição na amostra 1, o lado não teve esse contato.
CONCLUSÃO
Os difratogramas e os dados obtidos através do método Rietveld foram eficazes para encontrar as fases presentes nos produtos finais. Em todas as amostras no formato de pós liofilizados, foram encontrados AlOOH, boemita de baixa cristalinidade. As amostras que passaram pelo tratamento térmico apresentaram uma maior cristalinidade. Em M1 foi visualizada a fase cristalina de Al2O3, assim como em M2. Porém, em M3 e M4 a presença de CeO2 foi mais expressiva em relação a M2. Vale destacar que, em M4, por ter dobrado a quantidade de CeO2, em relação a M3 e M2, não foi verificada a presença de Al2O3.
Outro fator observado foi que a presença do agente complexante não influenciou de forma significativa na diminuição dos tamanhos das partículas dos pós liofilizados, com o tamanho das partículas variando entre 2,9 e 3,4 nm. Enquanto que, para M2 e M3, nos pós tratados termicamente, as fases Al2O3 e AlOOH tiveram uma variação de 4,3 a 6,5 nm, respectivamente, porém não houve variação significativa para as partículas de CeO2, para as duas amostras.
Os parâmetros GOF e Rwp verificados, se encaixaram na faixa de valores estipulada para bons resultados.
As análises térmicas para M1 e M2 evidenciaram picos referentes à queima do material do agente complexante, enquanto que na mesma região de faixa de temperatura para M3 e M4, em valores próximos, pode ter ocorrido degradação térmica de materiais poliméricos. Porém, em todas as amostras após região de 600 ºC, tiveram picos que podem estar relacionados com a desidroxilização de sóis.
No DSC, os picos gerados em torno de 930ºC estão relacionados às presenças das diversas fases da alumina que estão ligadas aos tamanhos das partículas e tipo de microestrutura.
Os ensaios de molhabilidade apresentaram valores bem diferentes para ângulos de contato em uma mesma amostra. As amostras revestidas do sol da reação M1 apresentaram valores bem dispersos para uma mesma amostra, mostraram um comportamento intermediário de molhabilidade e em alguns pontos, até comportamento hidrofílico. As amostras revestidas com M2 apresentaram ângulos um pouco mais próximos a níveis de caráter hidrofóbico, porém não
satisfatórios, no que diz respeito a um resultado homogêneo, com valores bem próximos. As amostras revestidas com o sol de M3 se mostraram mais próximas a superfícies de caráter hidrofóbico, com ângulos maiores que 100ºC, porém os resultados ainda variaram muito para gotas em uma mesma amostra.
Algo semelhante ocorreu com as amostras revestidas com o sol de M4, essa ainda teve um problema quanto ao contato direto de uma amostra a outra no momento de acomodação e transporte da amostra. Essa variação de valores, de uma amostra para outra, quanto ao ângulo de contato para verificação do nível de molhabilidade, pode estar relacionada à maneira como as amostras foram acondicionadas. Em M4, as superfícies que tiveram contato direto com outra amostra na acomodação, apresentaram caráter hidrofílico.
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
A partir da realização deste trabalho, é possível fazer as seguintes sugestões para trabalhos futuros:
• Utilizar como material de revestimento, uma redispersão dos pós liofilizados dos óxidos mistos e depositá-los, novamente, nos substratos de vidro pela técnica dip coating. Após depositados, os substratos revestidos deverão passar por novos ensaios de molhabilidade, para medição do ângulo de contato, com um número maior de amostras, a fim de obter uma quantidade maior de resultados, e assim uma melhor conclusão a respeito dos dados obtidos.
• Submeter os materiais revestidos, com essa nova redispersão dos pós liofilizados dos óxidos, a tratamentos térmicos mais intensos ou com um maior intervalo de tempo de exposição do material.
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