Este trabalho tem como objetivo avaliar a degradação térmica e fotooxidativa do terpolímero poli (acrilonitrila-butadieno-estireno), ABS, utilizado em componentes internos de automóveis. Corpos de prova de ABS moldados por injeção foram submetidos ao envelhecimento térmico, segundo a norma ASTM D794, e ao envelhecimento fotooxidativo segundo as normas ASTM G24 e G53. As amostras envelhecidas foram submetidas às análises dinâmico-mecânica, e microscópicas por microscopia de força atômica no modo não contato. Os resultados mostraram que as transições, tanto da fase vítrea quanto da fase elastomérica na superfície do ABS, são afetadas pela degradação. As áreas dos picos das curvas de módulo de perda em função da temperatura relativos às transições vítreas do ABS foram correlacionadas ao alongamento na ruptura, em função do tempo e tipo de envelhecimento. As propriedades mecânicas são influenciadas de forma mais acentuada pela extensão da degradação da matriz. O método de envelhecimento ASTM G24 mostrou-se mais agressivo que o G53, seja para a fase BR ou para a fase SAN. As imagens microscópicas mostraram que os diferentes envelhecimentos provocaram diferentes variações na rugosidade das superfícies. Amostras fotooxidadas, com perda de alongamento maior que 50%, foram reprocessadas e mostraram uma recuperação superior a 90% nessa propriedade.

The aim of this work is the evaluation of thermal and photo-oxidative degradation of the terpolymer acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS, used in internal automotive components. Injection molded specimens were aged by ASTM D794, ASTM G24 and ASTM G53 standards. The aged test specimens were studied by means of dynamic mechanical analysis and non-contact atomic force microscopy. The results revealed that the transitions of the glass and rubber phases were affected by the degradation. The area under linear loss modulus-temperature curves was related to tensile properties in function of the aging time and standard test method. The degradation of the matrix had a higher influence on the mechanical properties. Both, PB and SAN phases, were more affected when the ASTM G24 standard test method was used. Microscopy images showed that the different ageing methods cause different changes on the surface roughess. The results showed that an ABS that had lost 50 % of rupture elongation has this property almost regenerated (90 %) after being reprocessed.

O contraste de fase em microscopia de força atômica no modo de contato periódico é determinado pela topografia, viscoelasticidade e pelas propriedades adesivas das amostras. A maximização da quantidade de informação extraída das imagens exige que o procedimento de aquisição seja previamente definido através da escolha adequada do ângulo de fase entre a onda aplicada ao cristal piezoelétrico, que provoca a oscilação da sonda, e a onda gerada pela resposta do fotodetector. O efeito da topografia no contraste de fase é minimizado somente se as duas senóides (oscilação da sonda e resposta do fotodetector) forem ortogonais. Escolhendo teta = -90°, os domínios brilhantes na imagem são mais dissipativos que os domínios escuros, porém o oposto é observado usando teta = +90°. Esta regra é obtida da análise de operação do instrumento, e é experimentalmente verificada com uma amostra preparada pelo recobrimento parcial de uma superfície de mica com um filme de borracha natural. Três diferentes filmes foram analisados e revelaram diferentes padrões de domínios: domínios duros em uma matriz mole são observados em um látex copolimérico sintético, enquanto que um filme de borracha natural apresenta domínios moles em uma matriz mais dura, e um filme compósito de borracha natural com polifosfato de sódio é formado por domínios duros e moles, interpenetrantes.

Phase contrast in periodic contact mode-AFM is determined by topographic, viscoelastic as well as adhesive properties of the samples. Image interpretation is not straightforward, unless the image acquisition procedure is previously well defined, making an adequate choice of the phase angle q between the wave applied to the driving piezo and the wave from the photodetector output. The effect of topography on phase contrast is minimum only if the two senoidal waves (probe oscillation and phododetector response) are ortogonal. By choosing theta = -90°, brighter domains in the image are more dissipative than darker domains, but the opposite is observed using theta = +90°. This rule is obtained from a simple analysis of the instrument operation, and it is experimentally verified with a sample prepared by partially coating a mica sheet with a natural rubber film cast from solution. Three different latex films were imaged and revealed different domain patterns: harder domains in a softer matrix are observed in a synthetic copolymer latex, while the natural rubber latex (NRL) has softer domains in a harder continuum, and a NRL-sodium polyphosphate composite film is formed by interpenetrating harder and softer domains.

A eletrificação de sólidos é conhecida há quatro séculos, mas há muitas questões importantes sobre este assunto, ainda não respondidas: por exemplo, quais são as espécies portadoras de cargas em um polímero isolante eletrificado, como estas cargas estão espacialmente distribuídas e qual é a contribuição destas cargas para as propriedades do polímero? Técnicas microscópicas introduzidas recentemente são apropriadas para o mapeamento de potenciais elétricos ao longo de uma superfície sólida, portanto podem responder a uma destas questões, contribuindo para a resolução das outras. Este trabalho resenha resultados obtidos combinando-se as microscopias de varredura de potencial elétrico (SEPM) e de força elétrica (EFM) com a microscopia eletrônica analítica baseada na espectroscopia de perda de energia de elétrons (ESI-TEM). Os materiais examinados são colóides poliméricos (látexes), polímeros termoplásticos, nanopartículas e híbridos. Nos materiais particulados foram observados domínios com excesso de cargas elétricas, estendendo-se por dezenas e centenas de nanômetros, formados por grandes acúmulos de cátions ou ânions atingindo dimensões supramoleculares. No caso dos termoplásticos, a formação dos domínios elétricos ainda não está bem compreendida, sendo tentativamente atribuída a efeitos triboquímicos no processamento do plástico, à formação de domínios oxidados, à ação de radiação de alta energia no ambiente ou aos efeitos Mawell-Wagner-Sillars e Costa Ribeiro.

Electrostatic phenomena in insulators have been known for the past four centuries, but many related questions are still unanswered, for instance: which are the charge-bearing species in an electrified organic polymer, how are the charges spatially distributed and which is the contribution of the electrically charged domains to the overall polymer properties? New scanning probe microscopies were recently introduced, and these are suitable for the mapping of electric potentials across a solid sample thus providing some answers for the previous questions. In this work, we report results obtained with two of these techniques: scanning electric potential (SEPM) and electric force microscopy (EFM). These results were associated to images acquired by using analytical electron microscopy (energy-loss spectroscopy imaging in the transmission electron microscope, ESI-TEM) for colloid polymer samples. Together, they show domains with excess electric charges (and potentials) extending up to hundreds of nanometers and formed by large clusters of cations or anions, reaching supramolecular dimensions. Domains with excess electric charge were also observed in thermoplastics as well as in silica, polyphosphate and titanium oxide particles. In the case of thermoplastics, the origin of the charges is tentatively assigned to their tribochemistry, oxidation followed by segregation or the Mawell-Wagner-Sillars and Costa Ribeiro effects.