Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282000000400008
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Embranquecimento do Polipropileno Isotático Injetado Contendo TiO2 como Pigmento

Whitening mechanism in injection molded polypropylene with TiO2 as pigment 

Maia, Dênison R. J.; De Paoli, Marco-Aurélio

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Resumo

Descrevemos neste trabalho as causas e o mecanismo do embranquecimento de peças de polipropileno isotático injetado. Para isto foram injetados corpos de prova e placas com e sem estabilizantes. As amostras foram envelhecidas por exposição ambiental e em equipamento de envelhecimento acelerado (Weatherometer). Foi feito o acompanhamento visual das peças para que pudessem ser caracterizadas quando começassem a embranquecer. A caracterização foi feita através de espectroscopia FT-IR por reflectância, Microscopia eletrônica de varredura, Microfluorescência de raios-X, Reflectância de luz e Microanálise de energia dispersiva (EDS) da superfície. Os espectros de infravermelho mostraram o aparecimento de diversos produtos de degradação como cetonas, aldeídos, ácidos carboxílicos, ésteres, perésteres e α-cetoésteres. Quando as amostras começaram a embranquecer foi verificada a formação de fissuras superficiais e o aumento da reflectância de luz para todos os comprimentos de onda do espectro. Concomitantemente foi verificado que a composição de superfície não é alterada pelo envelhecimento. A superfície não apresenta grande quantidade de partículas de TiO2 expostas. Conclui-se que o embranquecimento das peças é devido ao fissuramento superficial que aumenta a quantidade de luz refletida na superfície e não pela migração do pigmento.

Palavras-chave

Embranquecimento, pára-choque, TiO2, fotodegradação, envelhecimento

Abstract

We studied in this work the whitening mechanism in injection molded polypropylene (PP), a problem usually manifested in car parts and particularly in car bumpers. For the development of this work we had samples (plaques and test samples) with and without antioxidants and ultraviolet stabilizers. These samples had been already aged by natural and artificial (Weatherometer equipment) exposure. In the natural aging samples were collected when the material started to whiten, after 3190, 4320 and 6190 h of exposure. In the artificial aging samples were collected after 415, 515 and 3000 h of exposure. The samples were characterized by visual observation, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, surface total light reflectance and titanium mapping in the samples cross section by X-ray microfluorescence and X-ray difraction of the TiO2 used in the formulation. When the samples start to whiten we observe the evolution of surface fissures which increase the surface roughness. This is followed by an increase in the total light reflection by the surface for all wavelengths. We observed that titanium is almost homogeneously distributed along samples cross section. In addition, we did not observe high concentration of exposed TiO2  on the surface. We conclude that the whitening phenomenon is a consequence of surface fissures evolution, which provides higher surface roughness and is followed by a higher surface diffuse light reflectance.

Keywords

Whitening, bumper, TiO2, photodegradation, aging

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33. Maia, D. R. J., De Paoli, M-A., Polym. Degrad. Stab., submetido.



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