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ICTR 2004 – CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

Costão do Santinho – Florianópolis – Santa Catarina

Realização:

ICTR – Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento SustentávelNISAM - USP – Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP

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DESEMPENHO TRIBOLÓGICO E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE RECOBRIMENTOS DE PET, EMAA E BLENDAS (PET/EMAA), PRODUZIDOS POR ASPERSÃO TÉRMICA:

UMA CONTRIBUIÇÃO PARA A RECICLAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS

Gislene CustódioAndréia Rodrigues Sena

Rogério Antônio Xavier NunesCarlos Wagner Moura

Samuel Henrique GomesJosé Roberto Tavares Branco


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DESEMPENHO TRIBOLÓGICO E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE RECOBRIMENTOS DE PET, EMAA E

BLENDAS (PET/EMAA), PRODUZIDOS POR ASPERSÃO TÉRMICA

UMA CONTRIBUIÇÃO PARA A RECICLAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS

Gislene Custódio2; Andréia Rodrigues Sena3; Rogério Antônio Xavier Nunes4; Carlos Wagner Moura5,

Samuel Henrique Gomes6, José Roberto Tavares Branco7

PET (politereftalato de etileno) é um polímero termoplástico que apresenta excelentes propriedades químicas e tribológicas como proteção contra corrosão e desgaste, barreira a gases, leveza, transparência, entre outras. O descarte de embalagens plásticas tem se tornado um grande problema urbano apresentando impactos ambientais e sociais, como poluição visual, agressão à fauna aquática, prejuízos à navegação marítima e à drenagem pluvial e comprometendo a degradação da matéria orgânica em aterros sanitários, além de ocupar um grande volume nestes locais. O presente trabalho busca contribuir para sua reciclagem através da produção de recobrimentos por aspersão térmica, e da avaliação das principais propriedades do substrato, interface e recobrimento, com o objetivo de aumentar a resistência ao desgaste das superfícies e modificar o seu comportamento friccional. Foram produzidos recobrimentos de PET pós-consumo, copolímero ácido metacrílico de etileno (EMAA) e de blendas (PET/EMAA), em superfícies metálicas através da técnica de aspersão térmica por combustão subsônica (LVOF- Low Velocity Oxi Fuel). Foram usados diferentes parâmetros de aspersão e realizados ensaios de pino sobre disco, roda de borracha, névoa salina e imersão em combustíveis (álcool, gasolina e diesel). Os recobrimentos poliméricos apresentaram-se resistentes à corrosão, com baixos coeficientes de atrito, alta resistência ao desgaste e com boa aderência recobrimento-substrato. Os recobrimentos feitos com blendas apresentaram coeficientes de atrito tão baixos quanto os recobrimentos de PET. Verifica-se portando que é promissor o estudo desses materiais, em especial as blendas, para aplicações tribológicas e barreiras químicas. Palavras chave: PET, aspersão térmica, blendas, tribologia.

2 M.Sc. Doutoranda em Engenharia de Materiais REDEMAT/PROCAD. 3BIC FAPEMIG- CETEC. 4M.Sc. Doutorando em Engenharia de Materiais REDEMAT. 5Eng. Mestrando em Engenharia de Materiais REDEMAT. 6BIC FAPEMIG- CETEC. 7Ph.D. CETEC/ UFOP. Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais – CETEC/ SDT/ LEMS, Avenida José Cândido da Silveira, 2000, 30170-000, Belo Horizonte, Brasil. [email protected]

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mailto:[email protected]


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INTRODUÇÃO Um polímero é uma substância macromolecular, constituída por ligações

covalentes de no mínimo 50 segmentos moleculares, denominados meros (SILVA, 2000). O consumo crescente de polímeros tem estimulado a investigação de novos processos para reciclá-los, bem como os materiais resultantes. Entre estes polímeros, o PET tem despertado especial interesse em centros urbanos ao longo da década de 90, pelos danos ambientais que vem causando (SANTOS, 2001).

O PET, que é um poliéster, tem como características a leveza, a transparência, resistência mecânica, brilho e barreira a gases. Apesar de o PET ser um dos componentes mais presentes no lixo urbano, a indústria brasileira recicla somente cerca de 21% do que é consumido no país (DUARTE et al., 2003).

Raramente obtêm-se, em um único polímero, todas as propriedades necessárias para a aplicação final da maioria dos produtos. Por meio do uso de blendas poliméricas é possível melhorar o desempenho de um artefato e, em alguns casos, até mesmo reduzir custos (ROSSINI, 2003).

Denomina-se aspersão térmica o processo de se alimentar em uma tocha um material e promover sua fusão total ou parcial. O material fundido ou semi-fundido é lançado para longe da tocha em forma de spray e pode ser depositado sobre um substrato, formando um recobrimento sólido após o resfriamento (SENA, 2004).

Este trabalho estuda a produção de recobrimentos poliméricos, bem como as propriedades mecânicas e químicas de polímeros, e a influência do processo de aspersão térmica em suas propriedades, além do efeito degradador de combustível e outros meios corrosivos em características mecânicas, químicas e tribológicas dos recobrimentos, a fim de desenvolver novas aplicações através de materiais reciclados contribuindo para a preservação ambiental. Para isso, serão produzidos recobrimentos de PET, EMAA e blendas destes dois polímeros, em diferentes proporções, em substratos metálicos, pela técnica de aspersão térmica. Serão utilizados diferentes parâmetros pelo sistema por combustão LVOF, para verificação da influência dos mesmos sobre as propriedades dos recobrimentos. Será então feita a caracterização tribológica das amostras através de ensaios como pino-sobre-disco (PSD), roda de borracha, perfilometria, névoa salina e imersão em combustíveis.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram produzidos recobrimentos com os polímeros PET, EMAA e blendas poliméricas (PET/EMAA), através da técnica de aspersão térmica à combustão LVOF, em placas de aço-carbono ABNT 1020. Os substratos foram submetidos a um prévio jateamento com óxido de alumínio (Al2O3). Foi feito o pré-aquecimento dos substratos. Foram produzidas as seguintes amostras: PET espesso, PET poroso, PET sem jatear (onde não foi feito o prévio jateamento do substrato), EMAA, EMAA espesso, EMAA sem jatear. Os recobrimentos de blendas foram produzidos com proporções de 10%, 30%, 50%, 70% e 90% de EMAA.

Em alguns recobrimentos foram usados diferentes parâmetros de aspersão com o objetivo de verificar a influência dos mesmos em propriedades como aderência e coeficiente de atrito. Os recobrimentos foram produzidos com pressões de 50psig de oxigênio e propano, fluxos de 45FMR para ambos os gases, 20rpm de rotação do tambor de alimentação do pó e pressão de nitrogênio de 60psig. Na produção da amostra PET poroso foram usadas pressões de 30psig e fluxos de 30FMR de oxigênio e propano.

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Para avaliação do comportamento frente ao desgaste dos recobrimentos, foi usado o método pino-sobre-disco (PSD). Foram preparadas 5 amostras de cada recobrimento, sendo que em uma amostra foi realizado o ensaio até 50 voltas, em outra até 200 voltas, em outra até 500 voltas, outra até 1500 voltas e finalmente até 5000 voltas. Os testes foram conduzidos também em amostras de lâminas de PET retiradas de garrafa pós-consumo, tendo sido coladas 3 lâminas de garrafa sobre um substrato de aço-carbono. Foram monitorados: variação da largura da trilha, variação do coeficiente de atrito, profundidade da trilha e variação da massa. Foi usada uma carga normal de 10N, com rotação do disco de 100rpm, com diâmetro de trilha de 8,5mm.

No ensaio da roda de borracha foi utilizada a norma ASTM G02.3. A borracha na borda da roda possuía uma dureza de 60 Shore A. A velocidade de rotação da roda foi de 200rpm e o abrasivo (sílica) possuía uma distribuição granulométrica entre 215 a 300μm, tendo sido alimentado com um fluxo de 300 a 400 g/min. O peso morto colocado no braço de alavanca foi de 45N. As dimensões da roda eram de 226mm de diâmetro e largura de 13mm. O tempo do ensaio foi de 60s. Foram também preparadas amostras contendo três lâminas sobrepostas de PET provenientes de garrafa de refrigerante. As trilhas formadas foram medidas por perfilometria 2D, por meio de microscopia ótica, paquímetro e micrômetro. Foi também acompanhada a perda de massa. Foi determinada a umidade da areia.

Amostras de chapas de aço e de recobrimentos PET, PET poroso e EMAA foram deixadas em uma câmara de névoa salina durante 6 dias para avaliação da resistência à corrosão, segundo a norma B 117-94.

As amostras foram submetidas em meios combustíveis com gasolina, álcool combustível e óleo diesel, sendo que este experimento ainda se encontra em andamento.

RESULTADOS

A distância de aspersão usada na produção dos recobrimentos foi de aproximadamente 30cm. O pré-aquecimento do substrato exerceu grande influência sobre a deposição mais uniforme e conseqüentemente sobre a aderência dos recobrimentos, fato que, até visualmente pode ser observado.

O recobrimento PET poroso apresentou menor coalescência das partículas (figura 1-d). Nenhum dos recobrimentos indicou, visualmente, indícios de degradação que é caracterizada por uma coloração escura (figura 1).

Na tabela 1, têm-se os valores médios das medidas de espessura dos recobrimentos.

a) b) c) d) e) f)

g) h) i) j) l) m)

Figura 1- Imagens dos recobrimentos poliméricos: a) PET; b) PET sem jatear; c) PET espesso; d) PET poroso; e) EMAA; f) EMAA sem jatear; g) EMAA espesso; h) 10% EMAA; i) 30% EMAA; j) 50% EMAA; l) 70% EMAA; m) 90% EMAA.

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Tabela 1- Espessura dos recobrimentos produzidos por aspersão térmica. Recobrimento Espessura (μm) Recobrimento Espessura (μm) PET 0,391 Blenda 90% EMAA 0,658 EMAA 0,421 PET poroso 0,892 Blenda 10% EMAA 0,592 PET espesso 0,671 Blenda 30% EMAA 0,521 PET sem jatear 0,683 Blenda 50% EMAA 0,535 EMAA espesso 0,803 Blenda 70% EMAA 0,603 EMAA sem jatear 0,533

Ensaio de pino-sobre-disco

A figura 2 apresenta imagens obtidas por perfilometria 3D das amostras submetidas ao ensaio de PSD. A figura 3 apresenta gráficos com as variações de massas ao longo do ensaio de pino-sobre-disco. Nas figuras 4 e 5 são apresentadas as variações de larguras de trilhas de desgaste e dos coeficientes de atrito com o número de voltas durante o ensaio.

b)a)

Figura 2- Imagens de perfilometria 3D de recobrimentos após 5000 voltas no ensaio PSD: a) PET e b) EMAA.

Figura 3- Variação de massa com o número de voltas no ensaio de PSD de recobrimentos de PET, EMAA e de blendas.

Figura 4- Largura de trilha pelo número de voltas no ensaio de PSD para recobrimentos de blendas 90% EMAA, EMAA e PET espesso.

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Figura 5- Variação do coeficiente de atrito com o número de voltas no ensaio de PSD de blendas; recobrimentos de PET e de EMAA. Ensaio de roda de borracha

Na tabela 2 são apresentados os valores de largura de trilhas de desgaste. As trilhas atingiram o substrato nas amostras PET, PET sem jatear, EMAA sem jatear, lâminas de PET e de blendas nas proporções 30 e 50% de EMAA (figura 6). A figura 7 apresenta um gráfico com as profundidades de trilhas formadas. Na figura 8 têm-se as perdas de massas das amostras.

Tabela 2- Valores de larguras de trilhas formadas em ensaio de roda de borracha.

Largura (mm) Largura (mm) Recobrimento a b

Recobrimento a b

PET 12,15 11,30 10% 12,30 12,30 PET espesso 12,20 11,97 30% 12,10 12,60 PET sem jatear 12,00 11,92 50% 12,65 12,53 EMAA 12,38 12,48 70% 12,60 12,52 EMAA espesso 12,62 12,20 90% 12,65 12,65 EMAA sem jatear 12,35 13,78 PET garrafa 13,23 11,77

PET sem jatear

PET

PET espesso

PET garrafa

EMAA

EMAA espesso

EMAA sem jatear

10%

30%

50%

70%

90% Figura 6- Trilhas de desgaste dos recobrimentos, no ensaio de roda de borracha.

Figura 7- Profundidade de trilhas nos recobrimentos. Figura 8- Perdas de massas.

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Ensaio em câmara de névoa salina

a)

b) c) d)

Figura 10- Amostras submetidas ao ensaio de névoa salina: a) chapas de aço; b) recobrimento de PET; c) recobrimento de EMAA; d) recobrimento poroso de PET. DISCUSSÃO

A distância de aspersão foi determinada por meio de testes com diferentes distâncias e com o auxílio de bibliografias como Campos (1997) e Duarte (1999). Quando a distância usada era maior que o comprimento da chama, um grande percentual de partículas se depositava no recobrimento sem estarem fundidas, sugerindo que as mesmas resfriavam ainda durante o vôo. Quando era usada uma distância de aspersão menor que o comprimento da chama, ocorria degradação térmica do recobrimento, observada visualmente pela coloração escura adquirida.

O jateamento do substrato mostrou ser um fator importante para se obter maior adesão recobrimento-substrato. Segundo Campos (1997), a superfície do aço jateado tem uma maior área de superfície e tem maior ancoramento mecânico. Se o polímero é aspergido sobre camadas de óxido grandes, isso pode resultar em porosidade.

Segundo Brogan (1996), com o pré-aquecimento podemos evitar o choque térmico, pelo fato de o substrato resfriar o recobrimento mais lentamente e de uma forma mais homogênea evitando a ocorrência de trincas. O pré-aquecimento do substrato também auxilia na fusão das partículas poliméricas. A ausência de pré-aquecimento desfavorece a adesão do recobrimento depositado. Petrovicova e colaboradores (2002) constataram que se o pó for insuficientemente aquecido ou for aspergido em um substrato frio, as partículas irão solidificar antes de estarem completamente “esparramadas” e coalegidas na superfície, e o recobrimento pode se tornar poroso ou com baixa coesão entre as partículas.

A razão do fluxo oxigênio/propano deve ser de forma que não ocorra excesso de oxigênio, acarretando degradação por oxidação, nem a falta do mesmo, o que diminuiria a temperatura da chama causando a fusão parcial ou a não fusão da partícula do polímero. A presença de óxidos e de material degradado, não é desejável devido às diferenças de expansão (HACKETT et al., 1994), o que reduz a coesão e a adesão dos recobrimentos formados (SWANK et al., 1994).

No recobrimento PET poroso, as menores temperaturas usadas não foram suficientes para um aquecimento eficiente, obtendo-se baixa coalescência das partículas e conseqüentemente pouca aderência recobrimento-substrato.

Os recobrimentos não apresentaram uniformidade nos valores de espessura devido à travessia manual da tocha no processo de aspersão térmica, exceto claro, no caso em que a intenção era justamente a de se obter valores maiores de espessura. Não foi possível utilizar uma baixa velocidade de travessia, controlando melhor as descontinuidades, porque isso poderia favorecer a uma degradação térmica do polímero, já que a chama permaneceria por mais tempo sobre o material já depositado.

Uma baixa taxa de alimentação do pó equaciona um baixo depósito de polímero por área (BROGAN, 1996) e pode ocorrer a degradação do pó devido ao tempo de permanência da partícula na chama ser maior. Taxa de alimentação

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superior à adequada pode acarretar em porosidade e rugosidade excessiva devido ao tempo de permanecia da partícula na chama ser pequena causando a não fusão ou fusão parcial da partícula, afetando assim a aderência do recobrimento.

Ensaio de pino-sobre-disco

Algumas amostras dos recobrimentos PET sem jatear e PET espesso arrancaram durante ensaio, evidenciando os efeitos do prévio jateamento e da espessura na aderência recobrimento-substrato.

Não foram encontradas variações de massas que fossem significativas, exceto na amostra com blenda 10% EMAA que apresentou uma perda de massa nas primeiras 50 voltas. Em seus experimentos, Campos (1997), relatou que nas primeiras 70 voltas ocorre perda de massa devido à microestrutura melhor organizada, ou seja, mais cristalina. A formação inicial da trilha ocorre por um esmagamento do material com conseqüentes perdas. A amostra com EMAA sem jatear apresentou uma perda maior de massa após 500 voltas, que pode ser explicada pela menor aderência do recobrimento ao substrato pela falta de jateamento. Estima-se com isso, que a taxa de desgaste dos recobrimentos não apresenta valor mensurável. Santos (2001) também não encontrou variações significativas de massas em seus experimentos.

Em algumas amostras, principalmente em EMAA e blendas 90% EMAA, foram encontradas pequenas variações positivas nos valores de massas, provavelmente devido a erros experimentais que se tornaram mais nítidos diante da pequena escala de variação. Outra explicação seria a dada por Campos (1997) que encontrou aumento de massa em amostras de recobrimentos com PET e atribuiu o fato à higroscopia do PET e a dinâmica de desgaste do material, ocorrendo um mascaramento da perda de massa no processo, visto que o ganho de massa devido à umidade é maior que a perda por desgaste.

O desgaste e a formação da trilha acontecem devido ao deslizamento do pino sobre as asperidades macroscópicas da superfície polimérica. Nos recobrimentos com PET foi observado que ocorria uma maior remoção de material, ao qual se comportava como um abrasivo no decorrer do ensaio. Nestes recobrimentos o coeficiente de atrito aumentou discretamente com o número de voltas, iniciando com valores em torno de 0,07 e alcançando coeficientes de 0,11. Devido ao fato do PET estar em um estado semi-cristalino, a deformação plástica atinge o limite de ruptura em menor intensidade, acarretando um número reduzido de partículas de resíduos (CAMPOS, 1997). Também Branco e colaboradores (1999), relataram que esses resíduos são responsáveis pelo aumento do atrito durante o deslizamento, enquanto sua remoção promove a diminuição do coeficiente de atrito. Esse comportamento é semelhante ao que tem sido relatado pelo modelo de atrito de Suh e Sin, no qual a força de atrito é devido a combinação de deformação da asperidade, adesão e efeitos de aragem- “ploughing” (CAMPOS, 1997). Os recobrimentos de PET mostraram possuir baixos coeficientes de atrito, além de alta resistência ao desgaste. Isto também foi relatado no trabalho de Campos (1997).

Os recobrimentos de EMAA apresentaram maiores coeficientes de atrito em relação aos recobrimentos com PET, sendo que os valores dos coeficientes não mostraram grandes variações com o número de voltas. Os valores ficaram sempre em torno de 0,22.

Em blendas, notou-se que quanto maior a porcentagem de EMAA maior foi o coeficiente de atrito. Em amostras com 10% e 30% de EMAA os valores foram

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semelhantes aos encontrados para PET. Com 90% de EMAA foram encontrados valores característicos para EMAA puro (0,22).

Observou-se que em relação aos metais, os polímeros exibem coeficientes de atrito menores. Segundo Briscoe e colaboradores (1996) materiais viscoelásticos apresentam uma maior restrição quanto à penetração, devido ao relaxamento elástico. A contribuição elástica não pode ser ignorada para polímeros orgânicos.

Em recobrimentos de PET as trilhas formadas são de difícil visualização, em EMAA estas trilhas já são nítidas e blendas apresentaram uma maior resistência à formação das mesmas. Os recobrimentos de EMAA apresentaram sulcagem acompanhada por uma recuperação viscoelástica significante do recobrimento. A formação de extremidades nos lados dos riscos é definida por Briscoe e colaboradores (1996) como deformação por sulcagem viscoelasto-plástica onde, em condições de cargas ou tensões mais altas, a deformação tem caráter plástico.

Através do estudo perfilométrico foi difícil identificar as larguras e profundidades das trilhas resultantes nos recobrimentos de PET. Com o número de voltas as larguras das trilhas foram maiores em recobrimentos de EMAA, e não apresentaram um crescimento tão evidente em PET. Pode-se notar que em blendas com menores teores de EMAA, não foi possível identificar trilhas de desgaste. As profundidades de trilhas aumentam com o aumento do número de voltas para todas as amostras em que foram visualizadas trilhas. Ensaio de roda de borracha

Foi encontrado um valor de umidade da areia de 0,009% sendo que pela norma ela deveria estar abaixo de 0,5%. As larguras das trilhas formadas foram aproximadamente as mesmas da roda utilizada no ensaio.

Os recobrimentos de PET apresentaram menores perdas de massas que o PET garrafa, ou seja, maior resistência ao desgaste abrasivo. Este fenômeno se deve, provavelmente, às alterações na microestrutura do PET durante o processo de aspersão térmica, alterando diversas propriedades deste polímero. Os recobrimentos com EMAA apresentaram menores perdas de massas que os demais recobrimentos. As blendas acompanharam esse comportamento, sendo que nas blendas com maiores proporções de EMAA as perdas de massas foram menores. No caso de PET, as partículas do próprio recobrimento comportam-se como abrasivo promovendo um desgaste maior, já com recobrimentos de EMAA um amassamento do polímero é mais evidente que a perda de material.

A profundidade de trilhas em recobrimentos PET foi menor que as observadas para amostras de PET garrafa, o que comprova que o recobrimento foi mais resistente ao desgaste. O recobrimento de EMAA foi o que apresentou menor profundidade de trilha, apresentando maior comportamento elástico. As blendas com menores teores de EMAA mostraram profundidades de trilhas maiores do que com percentagem maior deste polímero.

Ensaio em câmara de névoa salina

Os recobrimentos apresentaram uma elevada eficiência na proteção à corrosão. As superfícies de aço-carbono 1020 expostas ao ambiente de teste, apresentaram um alto nível de corrosão com visível desprendimento de material. Na amostra PET poroso foram encontrados focos de corrosão. Nas amostras PET e EMAA foram observados alguns pequenos focos de corrosão em trincas que se encontravam nos recobrimentos, sendo que, os recobrimentos PET apresentaram maior resistência do que os recobrimentos de EMAA. Alves e colaboradores (1997)

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encontraram uma menor resistência à corrosão para chapas de aço-carbono sem revestimento do que para revestidas. As amostras de aço-carbono revestido com PET apresentaram apenas pequenos pontos alaranjados de ferrugem sobre os riscos. Observou-se que o recobrimento polimérico apresentou uma boa aderência ao aço impedindo o avanço da corrosão e não permitindo que esta atingisse a área debaixo da película. Já o recobrimento de EMAA, apresentou menor aderência ao aço, pois após o ensaio, a película estava parcialmente descolada e os pontos de ferrugem apresentaram-se mais extensos. Duarte (1999) não identificou qualquer sinal de ataque à recobrimentos poliméricos.

CONCLUSÃO

A produção de recobrimentos poliméricos por aspersão térmica é de bastante utilidade na proteção de peças contra corrosão, desgaste e umidade. Os baixos coeficientes de atrito apresentados por polímeros, tornam possível a utilização destes em aplicações onde ocorre o deslizamento de superfícies duras, proporcionando a minimização dos custos e contribuindo para a diminuição dos impactos ambientais negativos provenientes da geração de resíduos sólidos. Os recobrimentos feitos com blendas apresentaram coeficientes de atrito tão baixos quanto os recobrimentos de PET, tornando a confecção e estudo destas blendas um campo bastante promissor. Os recobrimentos apresentaram boas condições de aderência ao substrato e boa resistência à corrosão. A temperatura atingida pelo recobrimento durante a deposição influenciou significativamente as características e propriedades do mesmo. AGRADECIMENTOS

PROCAD; CAPES; REDEMAT; CETEC e FAPEMIG. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. SILVA, M. E. S. R. Estudo térmico e microestrutural de poliacrilamidas e de suas

blendas com polietilenoglicol. Belo Horizonte, MG: UFMG, Tese de Doutorado - Universidade Federal de Minas Gerais, 2000.

2. SANTOS, M. S. B. Tribologia de polímeros contra materiais para matrizes de conformação de elastômeros. Proposta de dissertação de mestrado pela REDEMAT, Ouro Preto, MG, 2001.

3. DUARTE, L. T.; LINS, V. F. C.; MARIANO, C.; BRANCO, J. R. T.; COLLARES, M. P.; GALERY, R. Recobrimentos de poli(tereftalato de etileno) depositados em aço por aspersão térmica a partir de pós obtidos em diferentes condições de moagem. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 13, n. 3, p. 198-204, 2003.

4. ROSSINI, E. L. Reciclagem de PET/PP/PE a partir de “garrafas PET” (garrafas, tampas e rótulos). In: 7º SEMINÁRIO DAS COMISSÕES TÉCNICAS DA ABPOL São Paulo, 2003.

5. SENA, A. R. Produção e caracterização de recobrimentos poliméricos por aspersão térmica. Relatório final BIC FAPEMIG. Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais. Belo Horizonte, MG, 2004.

6. CAMPOS, S. R. V. Estudo de recobrimentos poliméricos recicláveis por spray térmico. Relatório Técnico - Processo: FAPEMIG - 8010096. Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais. Belo Horizonte, MG, novembro, 1997.

7. DUARTE, L. T. Produção e caracterização de recobrimentos de poli(tereftalato de etileno) depositados em aço por aspersão térmica. Belo Horizonte, MG: UFMG, 1999. Dissertação de Mestrado -Universidade Federal de Minas Gerais, 1999.

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8. BROGAN, J. A. Processing and property relationships of thermally sprayed polymer systems. New York, USA, 1996. Tese de doutorado - State University of New York at Stony Brook, 1996.

9. PETROVICOVA, E.; SCHADLER, L. S. Thermal spraying of polymers. International Materials Reviews, v. 47, n. 4, 2002.

10. HACKETT, C. M.; SETTLES, G. S. Turbulent mixing of the HVOF thermal spray and coating oxidation. In: 7TH NATIONAL THERMAL SPRAY CONFERENCE, Boston, 1994, p. 307-312.

11. SWANK, W. D.; FINKE, J. R.; HAGGARD, D. C.; IRONS, G. HVOF gas flow field characteristics. In: 7th NATIONAL THERMAL SPRAY CONFERENCE, Boston, 1994, p. 313-318.

12. BRANCO, J. R. T.; CAMPOS, S. V. Wear behavior of thermally sprayed PET. Surface and Coatings Technology, v. 120-121, p. 476-481, 1999.

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ABSTRACT

TRIBOLOGICAL PERFORMANCE AND CORROSION RESISTANCE OF PET, EMAA AND BLENDS (PET/EMAA) COATINGS PRODUCED BY THERMAL

SPRAY

A CONTRIBUTION FOR SOLID WASTES RECYCLING PET is a thermoplastic polymer that shows excelent chemical and tribological properties like protection against wear and corrosion, gas barrier, low weight, high transparency and others. The discard of plastic packings become a great urban problem showing social and environmental impacts, like visual pollution, aquatic life aggression, sea navigation and pluvial draining damages, compromising the organic matter degradation in sanitary deposits where they occupy a great volume. The present work has the goal to contribute with the recycling process making use of the PÈT to produce coatings by thermal spray. So, it will be evaluated the properties of the coating, interface and substrate, with the intention to increase the wear resistance of the surfaces and to modify their frictional behavior. It were produced coatings of PET post-consumer, copolymer ethylene metacrylic acid (EMAA), and blends (PET/EMAA), over metalic surfaces using the thermal spray technique of LVOF. It were employed different parameters of spraying and realized: pin-on-disk experiments, rubber wheel tests, exposition tests in saline mist chambers and immersion tests in alcohol, gas and diesel oil. The polymeric coatings showed good corrosion resistance, low friction coefficients, high wear resistance as well as good adhesion to the substrate. The coatings produced using blends showed so low friction coefficients as PÈT coatings. So, it was verified that these materials are promising, specially blends, for tribological applications and chemical barrie Key-words: PET, thermal spray, blends, tribology.

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RESUMO

DESEMPENHO TRIBOLÓGICO E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE RECOBRIMENTOS DE PET, EMAA E BLENDAS (PET/EMAA), PRODUZIDOS

POR ASPERSÃO TÉRMICA

Objetivo O presente trabalho busca contribuir para a reciclagem de plásticos como

PET e EMAA através da produção e caracterização de recobrimentos por aspersão térmica à combustão subsônica, visando estudar a tecnologia de superfícies na área de corrosão e desgaste a fim de reduzir os impactos ambientais negativos provenientes da geração de resíduos sólidos, oferecendo ao mercado novos produtos.

Metodologia

Foram produzidos recobrimentos de PET pós-consumo, EMAA e de blendas dos dois polímeros, em diferentes proporções, em superfícies metálicas através da técnica de aspersão térmica por combustão LVOF, sendo utilizados diferentes parâmetros de aspersão para verificação da influência dos mesmos sobre as propriedades dos recobrimentos. Para avaliação do comportamento frente ao desgaste foram realizados ensaios de pino-sobre-disco (PSD), roda de borracha e perfilometria. Para avaliação da resistência dos recobrimentos à corrosão foram feitos ensaios de névoa salina e imersão em combustíveis.

Resultados alcançados ou esperados

Os recobrimentos poliméricos apresentaram-se resistentes à corrosão, com baixos coeficientes de atrito, alta resistência ao desgaste bem como com boa aderência recobrimento-substrato, oferecendo uma eficiente proteção ao substrato. Os revestimentos têm apresentado propriedades tribológicas promissoras, uma vez que os mesmos estão oferecendo maior resistência ao desgaste do que amostras de lâminas de PET provenientes de bebidas carbonatadas. Os recobrimentos feitos com blendas apresentaram coeficientes de atrito tão baixos quanto os recobrimentos de PET.

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