Caracterização por FT-IR da Superfície de Borracha EPDM Tratada via Plasma por Micro-ondas
FT-IR Characterization of EPDM Rubber Surface Treated By Microwave Plasma
Santos, Renata P. dos; Junior, Mauro S. de O.; Mattos, Elizabeth C.; Diniz, Milton Faria; Dutra, Rita C. L.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282012005000065
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.22, n5, p.440-446, 2012
Resumo
A superfície de uma borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) vulcanizada foi modificada via plasma por microondas, com gases Ar, Ar/O2, N2/O2 e N2/H2, tendo como objetivo melhorar as propriedades adesivas da superfície. A técnica FT-IR/UATR foi escolhida para caracterizar as superfícies após tratamento, pois apresentou menor interferência dos ingredientes da formulação da EPDM, dentre as técnicas analisadas (ATR/KRS-5 e Ge). Grupos oxigenados foram inseridos na superfície da amostra tratada, mesmo quando não foi utilizado o oxigênio, pois estes grupos foram formados quando a superfície ativada foi exposta à atmosfera. Já em tratamentos contendo N2, grupos oxigenados e possíveis grupos nitrogenados foram identificados por FT-IR. Redução nos valores do ângulo de contato, aumento no trabalho de adesão e aumento no ensaio de resistência ao descascamento (EPDM × Poliuretano) foram observados após tratamento com Ar e N2/H2, resultando em melhora nas propriedades adesivas da superfície tratada.
Palavras-chave
EPDM, plasma, caracterização de superfície, FT-IR.
Abstract
The surface of a vulcanized ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber was modified by microwave plasma in Ar, Ar/O2, N2/O2 and N2/H2 in order to improve the adhesion properties. Surface modification was characterized by FT-IR/UATR, because this technique showed smaller interference of ingredients of EPDM formulation in comparison with other techniques used (ATR KRS‑5 and Ge). Oxygenated groups were introduced in the EPDM surface after treatment, even in treatments without oxygen. Theses groups were formed when the activated surface was exposed to the atmosphere. In treatments with nitrogen, oxygenated and possible nitrogenated groups were identified by FT-IR. Reduction in the contact angle, increase in the work of adhesion and increase in the peel strength (EPDM × Polyurethane) were observed after treatment with Ar and N2/H2, resulting in improved adhesion properties of the modified surface.
Keywords
EPDM, plasma, surface characterization, FT-IR
References
1. Bhuvaneswari, C. M.; Sureshkumar, M. S.; Kakade, S. D. & Gupta,
M. - Defence Sci. J., 56, p.309-310 (2006).
2. Gooch, J. W. - “Encyclopedic dictionary of polymers”, Springer (2007). http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-30160-0
3. Moraes, J. H.; Silva Sobrinho, A.S.; Maciel, H. S.; Dutra, J. C. N.; Massi, M.; Mello, S. A. C. & Shreiner, W. H. - J. Phys. D Appl. Phys., 40, p.7747 (2007). http://dx.doi.org/10.1088/0022-3727/40/24/022
4. Rapra Review Reports. - “Adhesion and bonding to Polyolefins”, p.5 (2002).
5. Hegemann, D.; Brunner, H. & Oehr, C. - Nucl. Instrum. Meth. B, 208, p.281 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0168-583X(03)00644-X
6. Viadaurre, E. F. C.; Achete, C. A.; Gallo, F.; Garcia, D.; Simão, R. & Habert, A. C. - Mater. Res., 5, p.37 (2002).
7. Costa, T. H. F.; Feitor, M. C.; Alves Junior, C. & Bezerra, C. M. - Matéria, 13, p.66 (2008).
8. Moraes, J. H.; Maciel, H. S.; Dutra, J. C. N.; Mello, A. C.; Silva Sobrinho, A. S. & Massi, M. - Phys. Stat. Sol., 204, p.957 (2007).
9. Grythe, K. F. & Hansen, F. K. - Langmuir, 22, p.6109 (2006). Pmid:16800666. http://dx.doi.org/10.1021/la053471d
10. Moraes, J. H.; Maciel, H. S.; Silva Sobrinho, A. S. & Massi, M. - J. Optoelectron. Adv. M., 9, p.475 (2007).
11. Basak, G. C.; Banddyopadhyay, A.; Neogi, S. & Bhowmick, A. K. - Appl. Surf. Sci., 20806, p.1 (2010).
12. Weon, J-I. & Choi, K. Y. - Macromol. Res., 17, p.891 (2009).
13. Babbit, R. O. - “The Vanderbilt Rubber Handbook”, R. T. Company, Inc. Vanderbilt, Norwalk, CT, p.641 (1978).
14. Peters, D. - J. Mater. Chem., 6, p.1616 (1996).
15. Basak, G. C.; Banddyopadhyay, A.; Bhradwaj, Y. K.; Sabharwal, S. & Bhowmick, A. K. - J. Adhesion, 86, p.314 (2010). http://dx.doi. org/10.1080/00218460903479305
16. PI/CIN-0103 - Procedimento para identificação de borrachas por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), ED/REV 1/4. p.13.
17. Smith, A. L. - “Applied Infrared Spectroscopy”, p.286, John Wiley & Sons, New York (1979).
18. Dutra, R. C. L.; Takahashi, M. F. K. & Diniz, M. F. - Polímeros, 5, p.45 (1995).
19. Silverstein, R. M. & Webster, F. X. - “Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos”, p.84, 6. ed., LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro (2000).
20. Fleming, R. R.; Pardini, L. C.; Brito Junior, C. A. R.; Oliveira Junior, M. S.; Alves, N. P.; Massi, M. - Polym. Bull., 66, p.282 (2010).
21. Sánchez, M. D. R.; Blas, M. M. P.; Martínez, J. M. M.; Zhdan, P. A. & Watts, J. F. - J. Mater. Sci., 36, p.5794 (2001). http://dx.doi. org/10.1023/A:1012999820592
2. Gooch, J. W. - “Encyclopedic dictionary of polymers”, Springer (2007). http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-30160-0
3. Moraes, J. H.; Silva Sobrinho, A.S.; Maciel, H. S.; Dutra, J. C. N.; Massi, M.; Mello, S. A. C. & Shreiner, W. H. - J. Phys. D Appl. Phys., 40, p.7747 (2007). http://dx.doi.org/10.1088/0022-3727/40/24/022
4. Rapra Review Reports. - “Adhesion and bonding to Polyolefins”, p.5 (2002).
5. Hegemann, D.; Brunner, H. & Oehr, C. - Nucl. Instrum. Meth. B, 208, p.281 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0168-583X(03)00644-X
6. Viadaurre, E. F. C.; Achete, C. A.; Gallo, F.; Garcia, D.; Simão, R. & Habert, A. C. - Mater. Res., 5, p.37 (2002).
7. Costa, T. H. F.; Feitor, M. C.; Alves Junior, C. & Bezerra, C. M. - Matéria, 13, p.66 (2008).
8. Moraes, J. H.; Maciel, H. S.; Dutra, J. C. N.; Mello, A. C.; Silva Sobrinho, A. S. & Massi, M. - Phys. Stat. Sol., 204, p.957 (2007).
9. Grythe, K. F. & Hansen, F. K. - Langmuir, 22, p.6109 (2006). Pmid:16800666. http://dx.doi.org/10.1021/la053471d
10. Moraes, J. H.; Maciel, H. S.; Silva Sobrinho, A. S. & Massi, M. - J. Optoelectron. Adv. M., 9, p.475 (2007).
11. Basak, G. C.; Banddyopadhyay, A.; Neogi, S. & Bhowmick, A. K. - Appl. Surf. Sci., 20806, p.1 (2010).
12. Weon, J-I. & Choi, K. Y. - Macromol. Res., 17, p.891 (2009).
13. Babbit, R. O. - “The Vanderbilt Rubber Handbook”, R. T. Company, Inc. Vanderbilt, Norwalk, CT, p.641 (1978).
14. Peters, D. - J. Mater. Chem., 6, p.1616 (1996).
15. Basak, G. C.; Banddyopadhyay, A.; Bhradwaj, Y. K.; Sabharwal, S. & Bhowmick, A. K. - J. Adhesion, 86, p.314 (2010). http://dx.doi. org/10.1080/00218460903479305
16. PI/CIN-0103 - Procedimento para identificação de borrachas por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), ED/REV 1/4. p.13.
17. Smith, A. L. - “Applied Infrared Spectroscopy”, p.286, John Wiley & Sons, New York (1979).
18. Dutra, R. C. L.; Takahashi, M. F. K. & Diniz, M. F. - Polímeros, 5, p.45 (1995).
19. Silverstein, R. M. & Webster, F. X. - “Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos”, p.84, 6. ed., LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro (2000).
20. Fleming, R. R.; Pardini, L. C.; Brito Junior, C. A. R.; Oliveira Junior, M. S.; Alves, N. P.; Massi, M. - Polym. Bull., 66, p.282 (2010).
21. Sánchez, M. D. R.; Blas, M. M. P.; Martínez, J. M. M.; Zhdan, P. A. & Watts, J. F. - J. Mater. Sci., 36, p.5794 (2001). http://dx.doi. org/10.1023/A:1012999820592
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