Discussão de resultados e conclusões

Comprovou-se que a incorporação de CZFF afetou as propriedades anteriormente testadas, nomeadamente a massa volúmica, condutividade térmica e abrasão. Ainda, afetou a dispersão dos resultados de dureza. De acordo com estes resultados, tenta-se oferecer uma explicação que justifique como a incorporação de CZFF afetou estas propriedades. É de notar que não foi possível averiguar as propriedades do TPU original (figura 3.15), já que não se possuía equipamento de extrusão necessário para a produção de provetes. As propriedades dos compósitos foram assim comparadas com provetes de TPU preparados por dissolução do mesmo e posterior evaporação do seu solvente, da mesma forma que se preparam os compósitos.

Durante a evaporação do solvente na formação dos compósitos, as microcápsulas (CZFF) ocuparam os espaços vazios da rede polimérica de TPU, estabelecendo interações com a mesma. Isto terá resultado num aumento da massa volúmica da estrutura global, o que promoveu a condutividade térmica, resultando no aumento que se observa nos valores de  entre os ensaios de TPU + CZFF 0% para 2%.

No entanto, a organização da rede polimérica como a que se formou em TPU + CZFF 2% não terá tido espaços disponíveis para os sucessivos aumentos da

massa de CZFF nos ensaios seguintes. Assim, os polímeros de TPU ter-se-ão organizado em redes poliméricas menos densas de forma a conseguir conter estas cápsulas. Esta nova organização polimérica terá tido um impacto mais significativo na massa volúmica da estrutura global do que a adição das microcápsulas, que ocupam as porosidades da rede. Desta forma, existirá uma diminuição global na massa volúmica

do material, justificando o decréscimo observado na condutividade térmica em TPU + CZFF 3%. No filme de TPU + CZFF 5%, a rede polimérica terá sido formada com

uma massa volúmica semelhante à do ensaio anterior. No entanto, a massa volúmica global do material terá sofrido um aumento devido à maior quantidade de CZFF adicionado, já que existiu um maior preenchimento dos espaços vazios da rede polimérica em comparação com a do ensaio TPU + CZFF 3%. Isto explica o aumento do valor de  entre os ensaios TPU + CZFF 3% e 5%. A análise de massa volúmica realizada comprovou que de facto existiu uma diminuição da massa volúmica entre os ensaios de TPU + CZFF 0% e o TPU+CZFF 5%, apoiando as ideias anteriores.

De acordo com o que foi dito anteriormente, acredita-se que apenas considerando para as redes poliméricas de TPU (despreza-se a presença do material

incorporado), as massas volúmicas das mesmas devem seguir a seguinte ordem: TPU + CZFF 0%  TPU + CZFF 2% > TPU + CZFF 3%  TPU + CZFF 5%. Um esquema

destas organizações está presente na figura 3.22. Assim, prevê-se que com a contínua adição de cápsulas se encontre novamente uma grande descida no valor da condutividade térmica, da mesma forma que aconteceu entre TPU + CZFF 2% e 3%. Isto acontece devido à necessidade da formação de uma rede polimérica ainda menos densa para incorporar maior número de cápsulas. Até se atingir esta quantidade de CZFF, prevê-se que a condutividade térmica continue a aumentar com a ocupação dos espaços disponíveis da rede de TPU.

Figura 3.22 - Esquema das redes poliméricas formadas nos provetes de TPU + CZFF.

Os resultados obtidos na análise de dureza revelaram que nos provetes testados não existiu uma alteração no valor médio da mesma. No entanto, concluiu-se que a precisão dos valores de dureza foi muito inferior no ensaio de TPU + CZFF 5%. Este resultado fundamenta a explicação anterior, já que a formação de redes poliméricas menos densas terá criado uma maior heterogeneidade na porosidade das mesmas, resultando em regiões com maior dureza e outras com menor dureza. Isto, pode também ser consequência da grande dispersão no tamanho das microcápsulas, que promove

uma incorporação mais heterogénea. As dimensões micro são também um fator que contribuiu para o mesmo efeito, uma vez que necessitam de poros de grandezas iguais ou superiores para se alojarem.

Apesar de tudo isto as interações entre cada cadeia polimérica encontraram-se mais fortes no provete de TPU + CZFF 5% em relação ao de 0 %. Isto é observável através dos resultados de abrasão dos mesmos, onde o material compósito perdeu menos massa do que o de TPU. Mesmo com a diminuição da massa volúmica observada no compósito, a presença das cápsulas aumentou as forças adesivas da estrutura. Isto pode ser indicativo de que existe uma grande afinidade entre as cápsulas e as cadeias poliméricas de TPU. A formação de redes poliméricas menos densas em favor da incorporação deste material, apoia também a ideia de existir uma grande afinidade entre ambos. Se esta afinidade fosse reduzida, a matriz polimérica do TPU formar-se-ia numa fase separada à do CZFF sem sofrer alterações de massa volúmica significativas.

A incorporação do material foi bem-sucedida, afetando pouco significativamente as propriedades da massa volúmica e condutividade térmica. Verificou-se ao longo dos ensaios uma perda total de cor verde, após aquecimento, nos compósitos preparados, tendo-se obtido matrizes termocrómicas de TPU funcionais. No entanto, promoveu heterogeneidades na rede polimérica do compósito que teve uma maior dispersão nos valores de dureza. É possível que este problema possa ser ultrapassado com uma melhor separação das cápsulas através de métodos de trituração e ultrasonicação. Como perspetivas futuras, devem ser realizados ensaios que testem outras propriedades e repitam as que já foram testadas neste trabalho com provetes preparados por extrusão.

3.4. Desenvolvimento de sistemas termocrómicos