Fluoroxidação
A fluoroxidação (F/O) é um pré-tratamento de superfície realizado em linha, em condições ambientes. Embora a ciência do uso do gás flúor (F2) para modificação de superfície seja bem conhecida há mais de 50 anos, ela não foi amplamente adotada, principalmente devido às preocupações de segurança no uso do gás flúor. O avanço significativo que tornou a fluoroxidação um pré-tratamento comercialmente viável para obter união por adesão de alta resistência foi o processamento seguro do gás e sua neutralização ecológica. Células eletrolíticas de pequena escala, controladas por computador, permitem que o gás flúor seja usado com segurança em baixas concentrações e baixas pressões.
Uma vantagem da F/O é sua capacidade de tratar com eficácia áreas de superfície grandes e pequenas, de geometria complexa (regiões remotas/isoladas), variando de tubos capilares a tubos e carcaças de grande diâmetro. A F/O é um processo de oxidação, diferente dos pré-tratamentos por chama e por descarga elétrica, que são plasmas de oxidação de superfície em fase gasosa por descarga luminescente. Em comparação com o tratamento por plasma frio de RF em câmara pressurizada, a F/O é realizada em condições ambientes. Durante o processamento por F/O, a superfície de um substrato é exposta ao gás flúor e a outros gases reativos e não reativos em uma câmara controlada. Assim como em processos de oxidação de superfície em fase gasosa, são criados grupos funcionais contendo oxigênio, como hidroxila, carbonila e carboxila, tornando a superfície molhável e altamente polar. Esses mecanismos químicos e físicos são necessários para obter uniões adesivas fortes.
A F/O é usada para modificar a superfície de polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMW PE) e polietileno de alta densidade (HDPE) em pó, conferindo uma superfície hidrofílica (molhável por água) a esses materiais normalmente hidrofóbicos. Essa mudança de compatibilidade, bem como a capacidade de união por adesão, permite que esses pós tratados sejam vendidos como aditivos de desempenho para uso em poliuretanos, epóxis, borrachas, poliésteres insaturados e até mesmo sistemas à base de água.
O tratamento por F/O é duradouro e, com frequência, permanente. Isso ocorre porque a química do tratamento consegue penetrar consideravelmente mais fundo do que outros processos de preparação de superfície. Essa longevidade é importante porque evita a necessidade de usar os itens tratados rapidamente e permite que os substratos tratados fiquem armazenados por longos períodos. Ao contrário do que muitos pensam, o uso de produtos químicos altamente reativos é, na verdade, ecologicamente favorável. Isso ocorre porque produtos químicos altamente reativos são neutralizados de forma rápida e praticamente quantitativa, justamente por serem tão reativos. Processos que utilizam produtos químicos pouco reativos estão entre os mais difíceis de depurar ou neutralizar. O meio de depuração em estado sólido já utilizado para neutralizar o processo de F/O tem valor comercial para outras empresas industriais e é vendido como reagente.
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Perguntas frequentes
O que é a fluoroxidação?
A fluoroxidação (F/O) é um pré-tratamento de superfície executado em linha em condições ambientes, no qual o substrato é exposto a gás flúor junto com outros gases reativos e não reativos em uma câmara controlada. Grupos funcionais oxigenados — hidroxila, carbonila e carboxila — são criados na superfície, tornando-a molhável e altamente polar, e é isso que viabiliza colagens resistentes.
Se a química do flúor é conhecida há 50 anos, por que a fluoroxidação só agora é prática?
Por causa das preocupações de segurança no manuseio do gás flúor, que impediram sua ampla aceitação mais do que qualquer dúvida sobre a ciência. O avanço que a tornou viável comercialmente é o processamento seguro do gás com neutralização ecológica: células eletrolíticas de pequena escala e controle computadorizado permitem gerar e usar o flúor em baixas concentrações e baixas pressões.
Quanto tempo dura o tratamento por fluoroxidação?
O tratamento F/O é duradouro e frequentemente permanente, porque sua química penetra consideravelmente mais do que outros processos de preparação de superfície. Essa longevidade é a vantagem prática: as peças tratadas não precisam ser usadas rapidamente e podem ser estocadas por longos períodos, ao contrário das tratadas por processos de plasma em fase gasosa.
Que geometrias a fluoroxidação consegue tratar?
Trata superfícies grandes e pequenas de geometria complexa, incluindo regiões remotas e isoladas, em tamanhos que vão de tubos capilares a tubos e carcaças de grande diâmetro. Esse alcance a áreas que um processo de linha de visada não enxerga é uma de suas características distintivas.
A fluoroxidação é prejudicial ao meio ambiente?
Ao contrário da crença comum, usar uma química altamente reativa aqui é ambientalmente favorável. Produtos químicos altamente reativos são neutralizados com facilidade e de forma essencialmente quantitativa justamente por serem tão reativos; os mais difíceis de depurar são os pouco reativos. O meio de depuração em estado sólido esgotado do processo F/O tem valor comercial e é revendido como reagente.
Para que serve a fluoroxidação além de colar peças?
É usada para modificar superficialmente pós de PE-UHMW e HDPE, dando a esses materiais normalmente hidrofóbicos uma superfície hidrofílica e molhável em água. Os pós tratados são então vendidos como aditivos de desempenho para poliuretanos, epóxis, borrachas, poliésteres insaturados e até sistemas à base de água.
