Mecanismo de Dano e Microcaracterização dos Radicais Livres Induzidos por Irradiação no Isolamento de Epóxi dos Reatores de Braço de Ponte em Alta Altitude

RESUMO A degradação por danos dos materiais isolantes de resina epóxi devido a radicais livres desencadeados pelo ambiente de radiação ultravioleta em alta altitude tornou-se uma questão chave que limita a confiabilidade do reator de braço de ponte em alta altitude. O mecanismo dinâmico de degradação de três tipos distintos de radicais livres, a saber, alquil (CH2), alcóxi (CH2O) e peróxi (CH2OO), na rede entrecruzada da resina epóxi é sistematicamente elucidado usando a abordagem de simulação de dinâmica molecular ReaxFF. A análise do estudo demonstra que os radicais iniciam quebras da cadeia principal precipitando íons H ou atacando diretamente as ligações alifáticas fracas na rede entrecruzada. Os resultados dos produtos de degradação mostram H2O e H2 como pequenos produtos moleculares sob os três radicais. Além disso, também foi constatado que alcóxi e peróxi induzem a geração de CO, com o maior número de pequenos produtos moleculares sob peróxi. Para avaliar quantitativamente o dano microscópico em resinas epóxi envelhecidas por ultravioleta (UV), este estudo introduziu a integridade estrutural entrecruzada como um índice de avaliação. Os cálculos de integridade indicam que os radicais peróxi, caracterizados por sua estrutura de dioxigênio, induzem a degradação mais severa, reduzindo, em última análise, a integridade estrutural entrecruzada para até 56%. Esta descoberta fornece uma compreensão profundamente detalhada do mecanismo de clivagem de ligações químicas e formação de produtos de degradação durante o envelhecimento por UV de resinas epóxi em nível molecular e identifica o peróxi como o principal alvo inibitório para a estabilização do material. Consequentemente, este estudo estabelece uma base teórica para o desenho racional da modificação da resina epóxi resistente à irradiação, melhorando, em última análise, a estabilidade operacional dos reatores de braço de ponte em alta altitude.