Ensaios mecânicos de polimeros

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Ensaios Mecânicos de Polímeros
Técnicas de Caracterização de Polímeros
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Propriedades mecânicas
Essenciais para determinar se um material é adequado ou não para ser usado numa peça ou produto
Valores de propriedades mecânicas (módulo de elasticidade, tenacidade, etc.) podem servir de parâmetros para escolha e comparação entre diferentes materiais
Esses valores são obtidos por meio de ensaios padronizados
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Propriedades mecânicas dos polímeros
Em geral são inferiores às dos materiais metálicos e cerâmicos, por exemplo
Em polímeros essas propriedades são resultados de interações relativamente fracas entre as cadeias no material sólido
Estão entre essas interações aquelas de Van der Walls, ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo, etc.
Nos metais temos as ligações metálicas e nas cerâmicas ligações iônicas (todas essas mais fortes)
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Curva tensão x deformação: comportamento de polímeros nos ensaios mecânicos
Nessa curva, feita em máquinas universais de ensaios, a tensão no material é registrada com o aumento da deformação aplicada
Analisando essas curvas os polímeros podem ser divididos em 5 classes:
Elevado módulo de elasticidade e baixa elongação na ruptura (podem ou não escoar)
Elevado módulo de elasticidade, tensão de escoamento, tensão de ruptura e moderada elongação na ruptura
Elevado módulo elástico, tensão no escoamento, elongação na ruptura e resistância máxima à tração
Baixo módulo de elasticidade, baixa tensão de escoamento, elevada elongação e tensão no ponto de ruptura
Baixo módulo de elasticidade e tensão no escoamento, elongação no ponto de ruptura de baixa a moderada.
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 Comportamento geral de polímeros em ensaios mecânicos
Elevado módulo de elasticidade e baixa elongação na ruptura (podem ou não escoar)
Elevado módulo de elasticidade, tensão de escoamento, tensão de ruptura e moderada elongação na ruptura
Elevado módulo elástico, tensão no escoamento, elongação na ruptura e resistância máxima à tração
Baixo módulo de elasticidade, baixa tensão de escoamento, elevada elongação e tensão no ponto de ruptura
Baixo módulo de elasticidade e tensão no escoamento, elongação no ponto de ruptura de baixa a moderada.
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Influência da temperatura e da velocidade do ensaio
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Comportamento Deformacional
Fluxo viscoso
Deformação permanente
Elasticidade da borracha
Deformações permanentes são impedidas pela presença de uma rede de ligações cruzadas
Viscoelasticidade
Deformações parcialmente reversíveis
Elasticidade hookeana
Resposta reversível
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Tipos de Ensaios
Tração
Flexão
Compressão
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Ensaio de Tração, principais parâmetros
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Exemplos de Ensaios Mecânicos em Polímeros – PEAD e PEBD
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PS puro e HIPS
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Nylon 6,6 reforçado com fibra de vidro
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Diferença entre tração e compressão: PS
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Resistência ao impacto
Maneira de determinar a tenacidade em solicitações rápidas (impacto)
Ensaios padronizados, porém os valores variam muito, pois dependem de outros fatores além da composição química do material