No espectro de microcápsulas ocas de poli(ureia formaldeído) obtidas neste trabalho, mostrado na Figura 13, é possível observar as bandas características 1370, 1550, 1620, 2970 e 3340 cm-1. A primeira caracteriza os grupos CH
2OH, CH3 e
CN(ZORBA et al., 2008). As bandas de 1550 e 1620 cm-1 podem ser atribuídas às
amidas primárias, secundárias e ao grupo C=O semelhante ao apresentado por Zorba et al., (2008). A banda de 1550 cm-1 pode caracterizar também o grupo −C−N−
segundo Knop, Meier e Pezzin (2014). A banda de 2970 cm-1 representa o estiramento
nas ligações C−H em anéis alifáticos(SAFAEI et al., 2018). A banda mais larga que tem seu centro em 3344 cm-1 é resultado da sobreposição das bandas características
de absorção do O−H e de estiramento do N−H(ZHANG et al., 2020).
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 20 120 220 320 420 520 620 720 DT G ( %/m in) P erda de m as s a (%) Temperatura (°C) TGA DTG
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Figura 13 - Espectro FTIR das microcápsulas ocas de PUF.
5.5 Ensaio de flexão
Os resultados do ensaio de flexão estão mostrados na Tabela 3. Os valores de tensão máxima das amostras de resina pura e de resina com catalisador de Grubbs foram semelhantes, e superiores às demais amostras. Isso pode ser um indício de que as microcápsulas atuaram como concentradores de tensão na matriz. A flecha dos corpos de prova com 20% de microcápsulas com e sem catalisador de Grubbs (20% e MC, respectivamente) foi inferior à dos corpos de prova com proporção menor de micocápsulas (10% e 15%), indicando que o aumento na proporção de microcápsulas fragiliza o material, pois a possível aglomeração das microcápsulas, devido à mistura manual, pode ter gerado pontos de concentração de tensão ainda maiores nos corpos de prova com mais microcápsulas.
75 80 85 90 95 100 105 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 Tra n sm itâ n cia (% ) Número de onda (cm-1) 3344 1620 3251 1550 2970 1370 3251
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Tabela 3 - Resultados do ensaio de flexão.
Amostra Carga máxima (N) Espessura (mm) Largura (mm) Flecha máxima (mm) Tensão máxima (Mpa) Puro 131,86 2,81 12,66 11,13 91,02 Grubbs 141,71 2,84 12,75 11,19 95,08 MC 81,73 2,96 12,63 4,84 50,96 10% 67,85 2,75 12,79 7,40 48,40 15% 69,59 2,75 12,71 6,58 49,95 20% 67,36 2,85 12,79 5,22 44,74
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6 CONCLUSÃO
O método de polimerização in situ foi eficiente para produzir microcápsulas homogêneas, rugosas e livres de aglomeração, como foi possível observar através das análises de MEV.
O espectro de FTIR de microcápsulas ocas foi semelhante ao da literatura, confirmando a obtenção da resina de poli(ureia-formaldeído) na casca das microcápsulas.
Através da análise termogravimétrica foi visto que a estabilidade térmica das microcápsulas, próxima a 200 °C, foi satisfatória para a aplicação desejada e foi semelhante às temperaturas encontradas na literatura.
]Os corpos de prova aparentemente apresentaram aglomeração das microcápsulas, possivelmente devido ao método de mistura da resina com as microcápsulas ser manual. Não foi possível confirmar o nível de aglomeração, devido ao risco de contaminação do equipamento pelo conteúdo das microcápsulas.
Os resultados dos ensaios de flexão foram diferentes do esperado, pois as microcápsulas podem ter atuado como concentradores de tensão na resina epóxi. Como o material obtido na síntese é um pó solto e fino, ao haver a homogeneização com a resina, bolhas são inevitáveis, e, portanto, outra fonte de concentração de tensão na resina.
Não foi observado efeito de autorreparo instantâneo durante os ensaios de flexão. O tempo de ensaio, obtido através da norma, pode não ter sido suficiente para permitir a ação reparadora do ENB presente nas microcápsulas.
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SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
− Realizar ensaio de flexão a velocidades mais baixas, para permitir que a trinca seja formada e reparada dentro do tempo de ensaio;
− Variar a velocidade de agitação da síntese para comparar a espessura das microcápsulas e a taxa de encapsulado;
− Avaliar o mecanismo de autorreparo através de microscopia eletrônica de varredura.
− Estudar diferentes métodos de mistura de microcápsulas e resina, a fim de minimizar e/ou eliminar a formação de bolhas.
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REFERÊNCIAS
ASTM. Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and
Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials 1. . [S.l: s.n.]. , 2019
ATAEI, Shahla; KHORASANI, Saied Nouri; NEISIANY, Rasoul Esmaeely. Biofriendly vegetable oil healing agents used for developing self-healing coatings: A review.
Progress in Organic Coatings, v. 129, n. January, p. 77–95, 2019. Disponível em:
<https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.01.012>.
BROWN, E. N. et al. In situ poly(urea-formaldehyde) microencapsulation of dicyclopentadiene. Journal of Microencapsulation, v. 20, n. 6, p. 719–730, 2003. CARVALHO, Ana Cláudia Medeiros. Tese De Doutorado. 2018. 130 f. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018.
E-COMPOSITES. Datasheet Ampreg 26. . [S.l: s.n.]. , 2019
FAN, Chuanjie; TANG, Juntao; ZHOU, Xiaodong. Role of Ammonium Chloride in Preparing Poly ( urea-formaldehyde ) Microcapsules Using One-Step Method. p. 2848–2856, 2013.
JIALAN, Yao et al. Progress in Organic Coatings Preparation Process of Epoxy Resin Microcapsules for Self - healing Coatings. Progress in Organic Coatings, propriedades do epoxireverstimento anti corrosivosíntese in situ pufestabilidade térmica 250, v. 132, n. April, p. 440–444, 2019.
JIANG, Xuguang et al. TG-FTIR study on urea-formaldehyde resin residue during pyrolysis and combustion. v. 173, p. 205–210, 2010.
KANU, Nand Jee et al. Self-healing composites : A state-of-the-art review. v. 121, n. November 2018, p. 474–486, 2019.
KESSLER, M. R.; SOTTOS, N. R.; WHITE, S. R. Self-healing structural composite materials. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, tipos de
mcrevisão da síntese in situfigura síntese, v. 34, n. March, p. 743–753, 2003. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.01.012>.
KETT, Vicky; GAISFORD, Simon; HAINES, Peter. Principles of Thermal Analysis and
Calorimetry. 2nd. ed. [S.l.]: Royal Society of Chemistry, 2016.
KEUN LEE, Jong et al. Characterization of dicyclopentadiene and 5-ethylidene-2- norbornene as self-healing agents for polymer composite and its microcapsules.
Macromolecular Research, Cura do enb mais rápidaPUF estabilidade termica
200TGA, v. 12, n. 5, p. 478–483, 2004.
KHORASANI, Saied Nouri; ATAEI, Shahla; NEISIANY, Rasoul Esmaeely. Microencapsulation of a coconut oil-based alkyd resin into poly(melamine–urea– formaldehyde) as shell for self-healing purposes. Progress in Organic Coatings, PMUF estabilidade térmica 205, v. 111, n. May, p. 99–106, 2017. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.05.014>.
KNOP, Wanessa Rejane; MEIER, Márcia Margarete; PEZZIN, Sérgio Henrique. Preparação e caracterização de microcápsulas de poli (ureia-formaldeído)
24
preenchidas com diciclopentadieno. Revista Materia, referência do FTIR, v. 19, n. 3, p. 266–273, 2014.
LIU, Xing et al. Synthesis and characterization of melamine- urea-formaldehyde microcapsules containing ENB-based self-healing agents. Macromolecular Materials
and Engineering, v. 294, n. 6–7, p. 389–395, 2009.
MANNHEIMER, Walter A. Microscopia dos Materiais: Uma Introdução. [S.l.]: Editora E-papers, 2002.
PAIVA, T et al. Production of Melamine Fortified Urea-Formaldehyde Resins with Low Formaldehyde Emission. Journal of Applied Polymer Science, v. 124, p. 2311– 2317, 2012.
PÉRICHAUD, A. A. et al. Auto-reparation of polyimide film coatings for aerospace applications challenges & perspectives. High Performance Polymers - Polyimides
Based: From Chemistry to Applications. [S.l: s.n.], 2012. .
PONTES, Vinícius Silva. Síntese de microcápsulas de Poli(ureia-
formaldeído)(PUF)/Diciclopentadieno (DCPD): Influência do tipo de agitação e sua incorporação em matriz epóxi. . [S.l: s.n.], 2019.
SAFAEI, Fariba et al. Single microcapsules containing epoxy healing agent used for development in the fabrication of cost efficient self-healing epoxy coating. Progress in
Organic Coatings, in situresina epoxi, v. 114, n. September 2017, p. 40–46, 2018.
Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.09.019>.
SHAHABUDIN, Nurshafiza; YAHYA, Rosiyah; GAN, Seng Neon. Microcapsules of Poly(urea-formaldehyde) (PUF) Containing alkyd from Palm Oil. Materials Today:
Proceedings, taxa de encapsuladoestabilidade térmica 250, v. 3, n. Icfmd 2015, p.
S88–S95, 2016.
SPERLING, L H. MODERN POLYMER TOPICS. INTRODUCTION TO PHYSICAL
POLYMER. [S.l: s.n.], 2006. p. 763–821.
SUN, Qi-ning; HSE, Chung-yun; SHUPE, Todd F. Characterization and Performance of Melamine Enhanced Urea Formaldehyde Resin for Bonding Southern Pine
Particleboard. p. 1–6, 2010.
THEN, Sonja; NEON, Gan Seng; ABU KASIM, Noor Hayaty. Optimization of
microencapsulation process for self-healing polymeric material. Sains Malaysiana, v. 40, n. 7, p. 795–802, 2011.
YI, Jin-woo et al. Development of High T g Epoxy Resin and Mechanical Properties of Its Fiber-Reinforced Composites. Journal of Applied Polymer Science, Aplicaçoes resina epoxiResina high tg, p. 4328–4333, 2013.
YUAN, Li et al. Preparation and characterization of poly(urea-formaldehyde) microcapsules filled with epoxy resins. Polymer, aplicações de MCinspiração em sistemas biológicosresina epóxiusos evestimento superficial, adesivo, compósitos laminadosexcelente resistencia mecanica boa adesão ao substrato, v. 47, n. 15, p. 5338–5349, 2006.
25
containing curable glue. Materials Chemistry and Physics, FTIR, v. 240, n. September 2019, p. 122161, 2020.
ZHU, Dong Yu; RONG, Min Zhi; ZHANG, Ming Qiu. Self-healing polymeric materials based on microencapsulated healing agents: From design to preparation. Progress in
Polymer Science, rompin situ, v. 49–50, p. 175–220, 2015. Disponível em:
<http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2015.07.002>.
ZORBA, T et al. UREA-FORMALDEHYDE RESINS CHARACTERIZED BY THERMAL ANALYSIS AND FTIR METHOD. v. 92, p. 29–33, 2008.
26
APÊNDICE
27