Polymer Photodegradation Followed by Infrared: A Tutorial

Abstract

Since the first scientific study published by August Wilhelm Hofmann at 1861, where he found the role of oxygen in the degradation of weathered materials, a lot of progress has been made regarding the understanding of the mechanisms that lead to the polymer degradation. In this work, it was proposed a protocol to study the photochemical degradation of polymers using as probes the absorption of hydroxyl, carbonyl, and vinyl, as followed by the infrared spectroscopy. As a result, it is possible to assess the evolution of the chemical groups associated with the polymer degradation comparing the absorption as a function of degradation time, for films with the same thickness, or comparing the absorption of the chemical groups associated with the polymer degradation related to a reference band, for polymer or pieces with different thicknesses. We discuss also the general mechanism of photodegradation for polyolefins; the difference between using the area of the band vs the intensity of the peak; and the construction of a lab-made ageing chamber, and the role of each part. Desde o primeiro estudo científico publicado por August Wilhelm Hofmann em 1861, onde ele descobriu o papel do oxigênio na degradação de materiais expostos a intempéries, muito se evoluiu no entendimento dos mecanismos que levam à degradação dos polímeros. Neste trabalho, foi proposto um protocolo para estudar a degradação fotoquímica de polímeros, utilizando como sondas a absorção de hidroxila, carbonila e vinil, seguida pela análise por espectroscopia no infravermelho (FTIR). Como resultado, é possível avaliar a evolução dos grupos químicos associados à fotodegradação do polímero de duas formas: comparando a absorção em função do tempo de degradação, para filmes com a mesma espessura; ou ainda comparando a absorção dos grupos químicos associados à degradação do polímero, relacionados a uma banda de referência, para polímeros ou peças com diferentes espessuras. Discutimos também o mecanismo geral de degradação para poliolefinas; a diferença entre usar a área da banda ou a intensidade da banda; a confecção de uma câmara de envelhecimento em laboratório e o papel de cada etapa do procedimento proposto.

Mecanismos de dano em reparos de materiais poliméricos e compósitos em tubulações offshore: uma revisão integrativa

“…Na literatura, uma das formas de classificar e dividir a degradação polimérica é em categorias de acordo com os fatores externos de iniciação das reações de degradação. Dentre os mais comuns estão: fotodegradação (iniciada por incidência de radiação luminosa), degradação mecânica (iniciada pela indução de tensões), degradação térmica (iniciada por calor em atmosfera inerte) e degradação química (iniciada por um agente químico agressivo) (MENA et al, 2020).…”