Dissertation

Metalização Ecológica de Polímeros Para a Indústria Automóvel

da Ponte, Filipa Matos

2022

Overview

O presente estudo incide sobre a aplicação de revestimentos metálicos, mais concretamente de crómio, em polímeros para a indústria automóvel. Estes revestimentos eram obtidos pelo processo de cromagem eletrolítica, que proporcionava proteção contra o desgaste e a corrosão, atribuindo ainda às peças um aspeto cromado, concebendo-lhes deste modo, também, uma função decorativa. No entanto, a produção de revestimentos por este processo resultava na libertação de iões de crómio hexavalente. O contacto com esta substância química revelou ser um perigo para o ambiente e para a saúde, provocando o aparecimento de cancros. Posto isto, em Setembro de 2017, o regulamento REACH da UE proibiu o uso de crómio hexavalente em revestimentos na UE. A pulverização catódica foi a alternativa utilizada neste trabalho uma vez que se trata de uma técnica de produção de revestimentos mais ecológica que permite utilizar diversos materiais.Ao longo do tempo, a quantidade de polímeros utilizados em componentes automóveis, incluindo os usados para efeitos decorativos, tem vindo a aumentar devido ao facto de serem um material de baixo peso e com baixo custo de produção. Assim sendo, estabelece-se como principais objetivos conseguir obter a deposição de revestimentos metálicos por pulverização catódica com boa adesão aos substratos poliméricos, sem a presença de pinholes, com o máximo de espessura possível, de forma a possuírem alguma resistência mecânica. Outro objetivo que se pretende atingir consiste em obter revestimentos que concedam aos polímeros um aspeto cromado brilhante.Os substratos usados foram cedidos pela empresa KLC – Indústria de Transformação de Matérias Plásticas, Lda, e tratam-se de dois policarbonatos, com e sem base coat. De modo a se tentarem obter revestimentos com boa adesão e com um aspeto brilhante metálico, primeiramente, realizou-se um estudo para selecionar um tratamento de Plasma Etching, que precedia a deposição da camada de crómio, tendo sido variados os seguintes parâmetros: pressão, tempo, polarização do substrato (com e sem a sua aplicação) e potência. Seguidamente, após a seleção do Plasma Etching, procedeu-se à etapa da otimização da espessura do revestimento de crómio com objetivo de atingir a maior espessura possível sem o revestimento fissurar e perder o brilho ou mudar de cor.Após as deposições em que se realizaram diferentes tratamentos de Plasma Etching, as amostras foram sujeitas a diversas caracterizações, como a contabilização do número de pinholes, a medição da refletividade e a observação da superficie ao microscópio para ver se esta se encontrava fissurada ou não. Concluiu-se que o tratamento de \"Plasma Etching\" que apresentava a melhor conjunção destes resultados para ambos os substratos, isto é, que possuia um número reduzido de pinholes, baixa percentagem de refletividade e a superficie sem fissuração foi obtido com os seguintes parâmetros: -300 V (polarização do substrato), 150s (tempo de etching), 1 Pa (pressão) e 400 W (potência). Importa, ainda, referir que durante o estudo dos tratamentos de \"Plasma Etching\" a camada de crómio era depositada sempre nas mesmas condições (com uma taxa de deposição de 0,74 nm/s a 1200 W) e possuía uma espessura de 400 nm. Na etapa seguinte, correspondente à otimização da espessura dos revestimentos, as condições de deposição do crómio foram mantidas e o máximo de espessura atingida sem estes fissurarem corresponde a 1400 nm. De um modo geral, conforme se aumentava a espessura dos revestimentos verificou-se, um aumento da temperatura durante a deposição, da refletividade do revestimento, da granulometria e da rugosidade dos revestimentos associada ao crescimento colunar do filme. Por outro lado, observou-se uma diminuição do número de pinholes, das tensões de compressão e da dureza. Por fim, realizou-se o teste de fita (Tape-test) para estudar a adesão dos revestimentos, confirmando-se que estes apresentavam excelente adesão para qualquer uma das espessuras variadas.

• Publisher: ProQuest Dissertations & Theses
• Subject: Automobile industry / Chemicals / Fourier transforms / Mathematics / Mechanical engineering / Plasma etching / Polymer chemistry / Polymers / Registration
• ISBN: 9798383838365