AULA 3 MATERIAIS POLIMERICOS

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 Sueila Silva Araújo
MATERIAIS POLIMÉRICOS
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Fatores que Afetam o Comportamento Mecânico
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	Fatores que afetam o comportamento mecânico 
		– Massa molecular
		– Estrutura química
		 – Fatores de projeto
		 – Fatores de processamento
		 – Fatores ambientais
		 – Temperatura
		– Presença de aditivos
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Fatores que afetam o comportamento mecânico
Estrutura química da unidade repetitiva
Efeitos diretos
Efeitos Indiretos
Forças intramoleculares
Forças intermoleculares
Temperaturas de transições térmicas
Cristalizabilidade
Morfologia
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Massa molecular
		PM
		* Distribuição do peso molecular
Número de pontos de contato por molécula
Emaranhamento molecular
Cristalinidade
Viscosidade
Fatores que afetam o comportamento mecânico
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Grau de cristalinidade e morfologia
* Presença de ramificações
		interação entre as cadeias
		GC
GC
σ max
 Módulo (E)
R.I.
Tamanho dos esferulitos área específica no de moléc. atadoras
σ max
R.I.
Fatores que afetam o comportamento mecânico
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Reticulação
 Movimento molecular elasticidade da borracha
 Grau de reticulação rigidez Tg impede orientação provoca quebra prematura
Fatores que afetam o comportamento mecânico
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Fatores que afetam o comportamento mecânico
 Orientação molecular
causa anisotropia propriedades direção da orientação
 
 propriedades perpendicular à orientação
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Fatores que afetam o comportamento mecânico
 Temperatura
T mobilidade molecular 
E
máx
RI
Tabela – Tg e Tm de alguns polímeros mais comuns
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Fatores que afetam o comportamento mecânico
 Defeitos de moldagem
 Aditivos presentes
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PM inadequado (moldagem rotacional, moldagem por injeção);
Degradação excessiva durante o processo de tratamento térmico, tempo de residência;
Decomposição química específica (hidrólise);
Quantidades indevidas de material reciclado ou estabilizante insuficiente;
Baixa dispersão de aditivos. Ex.: pigmentos podem acelerar a foto-oxidação;
Cargas podem reduzir a eficiência de estabilizantes.
Fatores que induzem à falha prematura
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Fatores de projeto:
cantos vivos;
variação brusca de espessura;
linhas de solda;
localização do ponto de injeção;
dimensionamento inadequado
Fatores que induzem à falha prematura
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Fatores de processamento:
T inadequada:
Pressão muito elevada: tensões residuais
vazios internos;
contaminação;
linhas de solda fracas: Pressão ou Tempertaturas baixas
reticulação insuficiente;
orientação molecular desfavorável;
morfologia desfavorável. Ex.: esferulitos muito grandes 
Degradação térmica
Material não-fundido
diâmetro
Área de contato
Número de cadeias atadoras
Fatores que induzem à falha prematura
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Fatores ambientais
T de uso
Umidade 
Solvente:
Efeito combinado de solvente e tensão mecânica externa (aplicada) ou residual
 Amolecimento da peça
 Distorção
 Degradação térmica
 Fragilização
 Efeito plastificante. Ex.: PA
 Hidrólise (PA e poliésteres)
 Solubilização 
 Quebra sob tensões ambientais (ESC)
Fatores que induzem à falha prematura
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Tensões Aplicadas
 Força de impacto
 Esforço sob tempo prolongado (fluência). Ex.: PEAD
 Fadiga dinâmica
Velocidade de cargas de impacto
Falha Prematura: inabilidade do material relaxar e corresponder à σ aplicada
Aquecimento viscoelástico
Maior propagação de trinca
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James F. Shackelford, Ciências dos Materiais, 6ª Edição, Artliber , São Paulo, 2008.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
William D. Callister, Jr. Ciência e Engenharia de Materiais, 1ª edição, LTC, Rio de Janeiro, 2002.
Canevarolo Jr, S.V., Ciência dos Polímeros, 3ª edição, Artliber, São Paulo, 2006.
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Sueila Silva Araújo
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