4. Resultados e Discussão
4.1. Caracterização Microestrutural
4.1.1. Caracterização Microestrutural Qualitativa
Espectroscopia de Fotoelétrons por Raios-X (XPS)
Nas figuras 24 e 25 podem ser vistos os gráficos com os resultados da análise em XPS.
Figura 24 – Gráfico com os picos dos elementos químicos presentes nas partículas do compósito Esthet X®.
De acordo com o fabricante do material Esthet X®, suas partículas possuem a seguinte composição: combinação de vidro de borosilicato de flúor alumínio e bário, sílica coloidal e sílica nanométrica. Da composição química informada pelo fabricante, os elementos alumínio e boro não apareceram na análise em XPS. O aparecimento de carbono pode indicar que, mesmo após a calcinação, ainda tenha resquícios da matriz polimérica.
Energia de ligação (keV)
Intensidade
Esthet X®
Figura 25 – Gráfico com os picos dos elementos químicos presentes nas partículas do compósito Filtek Supreme®.
O fabricante do material Filtek Supreme® informa que a composição das partículas de seu compósito é: uma combinação de agregados de zircônia/sílica. Todos os elementos da composição química indicada pelo fabricante estão presentes. O aparecimento de carbono pode indicar que, mesmo após a calcinação, ainda tenha resquícios da matriz polimérica, como aconteceu com a amostra de Esthet X®.
Energia de ligação (keV)
Intensidade
Filtek Supreme®
Espectroscopia de Energia Dispersiva por Raios-X (EDS)
Pode-se analisar a seguir nas figuras 26 e 27 os gráficos com os resultados da análise em EDS.
Figura 26 – Gráfico com os picos dos elementos químicos presentes nas partículas do compósito Esthet X®.
Nessa análise o mesmo ocorreu com o perfil de aparecimento dos elementos químicos quando comparado com a análise em XPS. De acordo com o fabricante do material Esthet X®, suas partículas possuem a seguinte composição: combinação de vidro de borosilicato de flúor alumínio e bário, sílica coloidal e sílica nanométrica. Da composição química informada pelo fabricante, o elemento boro não apareceu na análise em EDS.
O aparecimento de carbono pode indicar que, mesmo após a calcinação, ainda exista resquícios da matriz polimérica.
O pico de alumínio registrado pode ser em parte proveniente da amostra, porém, acredita-se que tenha ocorrido um registro do porta-amostra, o qual é feito de alumínio.
Intensidade
Energia de ligação (keV) Esthet X®
Figura 27 – Gráfico contendo os picos dos elementos químicos presentes nas partículas do compósito Filtek Supreme®.
A análise em EDS reforçou a análise em XPS do Filtek Supreme®, ou seja, os mesmos elementos foram encontrados.
O aparecimento de carbono pode indicar que, mesmo após a calcinação, ainda tenha resquícios da matriz polimérica. Acredita-se que o pico de alumínio se deve ao registro do porta-amostra, o qual é feito desse elemento.
Filtek Supreme®
Energia de ligação (keV)
Intensidade
Microscopia Óptica
Como foi ressaltado anteriormente, a análise em microscopia óptica apenas forneceu imagens prévias para uma análise geral dos materiais. Foram feitas imagens com 200, 500 e 1000X de aumento.
Nas figuras 28, 29, 30, 31, 32 e 33 pode-se visualizar essas imagens, tratadas e não tratadas no Programa Photoshop 5.0.
(a) (b)
Figura 28 – Esthet X®-MO 200X (a), Filtek Supreme®-MO 200X (b). Não tratadas.
(a) (b)
Figura 29 – Esthet X®-MO 500X (a), Filtek Supreme®-MO 500X (b). Não tratadas.
(a) (b)
Figura 30 – Esthet X®-MO 1000X (a), Filtek Supreme®-MO 1000X (b). Não tratadas.
(a) (b)
Figura 31 – Esthet X®-MO 200X (a), Filtek Supreme®-MO 200X (b). Imagens tratadas.
(a) (b)
Figura 32 – Esthet X®-MO 500X (a), Filtek Supreme®-MO 500X (b). Imagens tratadas.
(a) (b)
Figura 33 – Esthet X®-MO 1000X (a), Filtek Supreme®-MO 1000X (b). Imagens tratadas.
Analisando as imagens em MO pode-se afirmar que o material Filtek Supreme® apresenta partículas maiores que o Esthet X®, até, aproximadamente 4µm, em grande quantidade, apesar de possuir também outras menores não resolvidas nesses aumentos.
O material Esthet X® parece ter partículas bem menores, por isso não foi possível visualizá-las com o aumento de até 1000X.
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
As amostras polidas com suspensão de diamante na granulação de 1/20µm não produziram imagens adequadas para visualização: acredita-se que a matriz polimérica não foi retirada de maneira eficiente da superfície da amostra. Com isso, não foi possível diferenciar muito bem a fase dispersa da matriz, muito menos observar as partículas nanométricas. A figura 34 mostra um exemplo das imagens obtidas.
Figura 34 – Imagem em MEV do compósito Esthet X® com aumento de 10000X.
Observar que não se consegue diferenciar com certeza a fase matriz da fase dispersa.
Através da análise das amostras produzidas por partículas dispersas em álcool etílico consegue-se observar o formato e o tamanho das partículas, porém não foi possível distinguir a distribuição das partículas em meio a matriz (ver figura 35).
Como mostra a figura 35, novamente percebe-se que as partículas do compósito Filtek Supreme® são, em média, maiores do que as do compósito Esthet X®, tendo, as primeiras, formato mais arredondado. Todavia, com essas imagens, ainda não se consegue visualizar as nanopartículas. Pode-se constatar a presença de partículas bem pequenas, porém não se consegue medi-las.
(a) (b)
Figura 35 – Imagens em MEV das partículas dispersas em álcool etílico dos materiais Esthet X® em (a) e Filtek Supreme® em (b), aumento de 3000X.
5µm 5µm
As fotomicrografias das figuras 36, 37, 38 e 39 foram feitas a partir de amostras atacadas com ácido nítrico em sua superfície. Através dessas imagens pode-se observar a dispersão das partículas em meio a matriz.
Consegue-se perceber, principalmente nas imagens de maior aumento, que as partículas do material Esthet X® formaram aglomerados, com certeza devido ao seu pequeníssimo tamanho o qual confere alta energia de superfície às mesmas. Já o compósito Filtek Supreme® apresentou partículas dispersas de forma mais homogênea.
No Filtek Supreme® encontrou-se partículas com até 4µm de tamanho e o Esthet X® apresentou partículas menores do que 1µm. Partículas ainda menores podem ser observadas nos dois materiais.
(a) (b)
Figura 36 – Imagens em MEV dos compósitos Esthet X® em (a) e Filtek Supreme® em (b) atacados com ácido nítrico em sua superfície, aumento de 2000X.
(a) (b)
Figura 37 – Imagens em MEV dos compósitos Esthet X® em (a) e Filtek Supreme® em (b) atacados com ácido nítrico em sua superfície, aumento de 5000X.
(a) (b)
Figura 38 – Imagens em MEV dos compósitos Esthet X® em (a) e Filtek Supreme® em (b) atacados com ácido nítrico em sua superfície, aumento de 8000X.
(a) (b)
Figura 39 – Imagens em MEV dos compósitos Esthet X® em (a) e Filtek Supreme® em (b) atacados com ácido nítrico em sua superfície, aumento de 15000X.
Microscópio de Força Atômica (MFA)
As imagens obtidas através de MFA forneceram informações limitadas, devido a ser uma técnica muito recente, principalmente para polímeros com partículas nanométricas. É necessário aperfeiçoar a análise, a fim de se obter informações inequívocas acerca desses materiais.
As amostras não polidas forneceram imagens confusas. As partículas permaneceram cobertas por polímero. O mesmo aconteceu com as amostras polidas com suspensão de diamante na granulação de 1/20µm. A matriz não foi completamente retirada da superfície das partículas.
A seguir pode-se observar exemplos das imagens feitas a partir das amostras atacadas com ácido nítrico (figuras 40 e 41). Algumas partículas pequenas podem ser visualizadas, porém a técnica precisa ser melhorada.
Figura 40 – Imagem topográfica em AFM do compósito Esthet X®.
Figura 41 – Imagem topográfica em AFM do compósito Filtek Supreme®.