A ANÁLISE DE DSC

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- Resultados e discussão

Com a varredura feita na primeira e na segunda amostra, obtiveram-se duas séries de dados. A partir desses dados, foi plotado o Gráfico 1 e o Gráfico 2, que refere-se ao comportamento térmico do polietileno de alta densidade (HDPE) e do poliestireno (PS) durante aquecimento, respectivamente.

[pic 5]

A partir dessa análise, podem-se obter diversos parâmetros importantes para o material, como a sua Tg (temperatura de transição vítrea) – é o valor médio da faixa de temperatura que durante o aquecimento de uma temperatura baixa para valores mais altos, permite que as cadeias poliméricas da fase amorfa adquiram mobilidade; e sua Tm (temperatura de fusão cristalina) – é o valor médio da faixa de temperatura que durante o aquecimento, desaparecem as regiões cristalinas com a fusão dos cristalitos.

Apesar da sutileza da curva do Gráfico 1, acredita-se que a Tg do HDPE gira em torno de 75,1°C, sendo esse um possível ponto de inflexão no comportamento linear da curva, e pode ser vista no gráfico como um ponto azul. A Tm encontrada é de 133,2°C, e pode ser vista no gráfico como um ponto vermelho, referente ao ponto máximo no pico endotérmico.

Os valores esperados, segundo a literatura para o HDPE são: -90°C para a Tg e 135°C para a Tm [5]. O valor de fusão cristalina encontrada para o material experimental está próximo ao valor teórico, o que indica validação da análise. Percebe-se que o valor que se acredita ser o da Tg experimental sequer está na mesma ordem do teórico, isso porque o verdadeiro ponto de inflexão no comportamento linear da curva só poderia ser observado se tivéssemos começado o ensaio à uma temperatura bem inferior à do ambiente, somente um ajuste no ciclo térmico resolveria esse problema, possibilitando a análise da Tg.

A área sob o pico endotérmico referente à temperatura de fusão cristalina do HDPE nos fornece valores de entalpia. Com o auxílio do software SciDAVIs e ciente de que a variação no eixo da temperatura do pico ocorre entre 104°C e 140°C, e ainda tomando o cuidado de fazer a conversão para a unidade correta, o valor de entalpia encontrado é:

ΔH = 238,2 J/g

[pic 6]

SciDAVIs Plot: ''Graph5'']

Numerical integration of: Table1_2 using Linear Interpolation

Points: 15 from x = 104 to x = 140

Peak at x = 133,155 y = 2,28519

Area=40,5276

O grau de cristalinidade pode ser calculado usando valores de entalpia, através da equação:

[pic 7]

Onde:

Xc = fração cristalina;

ΔH = variação da entalpia de fusão;

ΔH° = variação da entalpia de fusão padrão do HDPE 100% cristalino.

À partir da equação 1 considerando que ΔH° = 292,6 J/g [7] e ΔH = 238,2 J/g, pode-se calcular o grau de cristalinidade do HDPE como sendo:

[pic 8]

[pic 9][pic 10]

Quanto ao gráfico 2, a curva encontrada foge do esperado para uma poliestireno (PS). É também muito difícil tirar conclusões, já que o material analisado pode ser um PS sindiotático, em que há ordenamento na cadeia polimérica e, portanto, certa cristalinidade, ou um PS atático, em que não há qualquer tipo de ordem na cadeia polimérica, sendo assim, um polímero totalmente amorfo.

A princípio, percebe-se um pico a 32,9°C e acredita-se tratar de resíduos da história térmica do material, das etapas de processamento ou ainda, de interferências da própria análise em si. Sendo assim, esse primeiro pico é desconsiderado na análise.

Considerando que o segundo pico, a 98,7°C é a Tm do material, pode-se calcular a área sob esse pico, também utilizando o software SciDAVIs. Considerando a variação de temperatura do eixo x entre 96°C a 103°C, o valor de área encontrado – entalpia – fazendo as conversões necessárias, é de:

ΔH = 13,5 J/g.

[pic 11]

SciDAVIs Plot: [''Graph2'']

Numerical integration of: Table1_2 using Linear Interpolation

Points: 3 from x = 96 to x = 103

Peak at x = 98,6807 y = 0,34772

Area=2,25845

Utilizando ainda a Equação 1 e considerando ΔH° = 86 J/g [6] para o PS 100% cristalino, calcula-se o grau de cristalinidade do material analisado:

[pic 12]

Entretanto, sabe-se pela literatura que a Tm teórica média do poliestireno é de 225°C e essa informação nos leva a crer que o ciclo térmico utilizado não foi o correto para o material, já que o aquecimento foi até apenas 200°C, não atingindo o ponto de fusão do material. Acredita-se então que aquele pico endotérmico não é do ponto de fusão do material e sim, possivelmente, o comportamento do material quanto à sua Tg. Sendo o valor encontrado na curva de 98,7°C e sabendo, pela literatura, que a Tg teórica do poliestireno é de 100°C, é coerente pensar que aquela variação na curva trata-se na verdade da temperatura de transição vítrea do material, e não do seu ponto de fusão [5]. E embora a Tg seja apenas um ponto de inflexão na curva, aquele pico pode ter aparecido por conseqüência da taticidade do PS.

O procedimento mostra ainda um resfriamento até a temperatura ambiente. Espera-se que com o resfriamento, haja reordenação das cadeiras, formando assim, novamente, cristalitos. Não se percebe qualquer tipo de pico exotérmico referente à temperatura de cristalização Tc do PS. Acredito que seja por duas razões: o fato de não ter fundido o material não possibilitou que os cristalitos fossem formados, ou o PS trabalhado trata-se de um poliestireno atático, totalmente amorfo, não apresentando assim, uma Tc.

- Conclusão

Foram encontradas algumas dificuldades nas análises