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POLÍMEROS P3 
 
 
 
1) Estrutura: Molecular; Macromolecular; Supramacromolecular. 
2) Processos: Extrusão e Injeção 
3) Composição: Efeitos das variáveis composicionais 
 
ESTRUTURA DOS POLÍMEROS 
 
A muitos anos existem na terra polímeros que ocorrem naturalmente, como por 
exemplo, madeira, borracha, algodão, lã, couro e seda. Porém, depois da segunda guerra 
mundial o campo de materiais passou a ser revolucionado, pois materiais sintéticos 
podem ser produzidos a baixo custo e modelados de acordo com as propriedades 
necessárias. 
 
1. Moléculas de Hidrocarboneto 
 
Uma vez que a maioria dos polímeros é de origem orgânica, é importante entender o 
que são hidrocarbonetos. Os Hidrocarbonetos são moléculas que contêm apenas 
carbono (C) e hidrogênio (H) em sua composição. São constituídos de um “esqueleto” 
de carbono no qual os átomos de hidrogênio se ligam. 
 
2. Moléculas Poliméricas 
 
Macromoléculas: As moléculas poliméricas são muito grandes comparadas com as 
moléculas de hidrocarboneto, por isso são chamadas de macromoléculas. Possuem alta 
massa molecular, mas não tem necessariamente estrutura com unidade de repetição. 
 
Vários 
 
POLI MEROS 
 
 Unidade química constituinte da macromolécula 
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Meros: Unidade de repetição da cadeia polimérica. São moléculas de baixa massa 
molecular, os quais a partir das reações de polimerização vêm a gerar macromoléculas 
poliméricas. 
 
Polímero: Macromolécula composta por muitos meros, ligados por ligação covalente. 
 
Grau de Polimerização(n): Numero de unidades de repetição da cadeia polimérica. 
Maiores graus de polimerização asseguram melhores propriedades físicas do produto. 
Nos polímeros, o valor de n normalmente é superior a 750. 
 
Massa molar do polímero: MM = GP x MMmero; Polímeros de interesse comercial 
geralmente apresentam MM>10000. 
 
Massa molar média (MMbarra): durante a reação de polimerização há a formação de 
cadeias poliméricas com tamanhos diferentes (umas crescem mais do que as outras). 
Pode-se estimar a massa molar media conhecendo o grau de polimerização médio: 
MM(barra)=GP(barra).MMmero. 
 
 
Resumo: Os polímeros são constituídos por moléculas grandes (macromoléculas), 
formadas por um conjunto de unidades químicas idênticas, denominadas mero. O 
número de meros que constitui uma dada macromolécula é denominado de grau de 
polimerização (n). O peso molecular (PM) ou massa molar (MM) é a grandeza que 
mede o tamanho das macromoléculas e justifica a existência de polímeros como 
materiais com certas propriedades particulares, como rigidez, flexibilidade, tenacidade, 
ductilidade, elasticidade, resistência, viscosidade. 
 
3. Processos de Polimerização 
 
 Polimerização por Adição 
São aqueles que durante a sua formação (reação dos monômeros), não há perda de 
massa na forma de compostos, assim o peso do polímero formado é igual ao peso do 
monômero adicionado. Normalmente esses polímeros tem cadeia carbônica. Ex: PE, PP, 
PVC, PMMA. 
 
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 Polimerização por Condensação 
São aqueles originários da reação de dois grupos funcionais reativos com a eliminação 
de moléculas de baixo peso moléculas (água, amônio, HCl, etc.) Como exemplo 
podemos citar o nylon. 
 
4. Classificação dos polímeros 
 
4.1 Quanto a Ocorrência 
 
Os polímeros que podem ser extraídos diretamente da natureza são designados como 
polímeros naturais, esses podem ser, o látex extraído da seringueira, a celulose extraída 
da madeira ou do algodão ou amido. Muitos polímeros como a caseína possui celulose 
semissintética, pois são obtidos através de manufatura de substancias naturais. Os 
polímeros sintéticos por sua vez, são aqueles onde toda sua produção é feita através de 
ação do homem, pelo processo de transformação como reações químicas eles são, 
acrílico, polietileno, fibras sintéticas (nylon, poliéster etc.), polipropileno, poliamidas. 
 
4.2 Quanto a Estrutura molecular 
 
Os polímeros sintéticos podem ser divididos entre: elastômeros, termoplásticos, e 
termofixos. 
 
 Termoplástico 
 
O polietileno é o mais comum de todos os termoplásticos. Eles costumam ser 
descritos como polímeros lineares, ou seja, suas cadeias não têm ligações cruzadas 
(embora às vezes possam se ramificar). É por isso que elas amolecem se o polímero for 
aquecido e endurecem quando o polímero é resfriado (processos que são reversíveis e 
podem ser repetidos). Conforme a temperatura é elevada a força das ligações 
secundárias diminui, tal que o movimento das macromoléculas é facilitado o que facilita 
a conformação do polímero. 
A ramificação dos termoplásticos pode resultar de reações paralelas que ocorrem 
durante a síntese do polímero. A diferença entre o termoplástico ramificado e o linear é 
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a massa especifica do polímero, que reduz quando se torna ramificada, o que diminui a 
eficiência da compactação do polímero. Os polímeros que formam estruturas lineares 
também podem ser ramificados, como por exemplo, o polietileno de alta massa 
especifica (PEAD) é primariamente um polímero linear, enquanto o polietileno de baixa 
massa especifica (PEBD) contem ramificações curtas em sua cadeia. Uma degradação 
irreversível ocorre nesse tipo de polímero apenas se a temperatura de um termoplástico 
fundido for aumentada excessivamente. 
Cadeia linear: 
 Cadeia ramificada: 
 PEAD PEBD 
Tipo de cadeia Linear Ramificada 
Densidade (g/cm³) 0,95~0,96 0,92~0,93 
Temperatura de Fusão (ºC) 135 110 
Porcentagem de cristalinidade 90 60 
Resistência à tração (Mpa) 20-38 4 – 16 
Elongação na ruptura (%) 200-500 100-200 
 
 Termofixo 
 
Os termofixos são produzidos pela mistura de dois componentes (uma resina e um 
endurecedor) que reagem e endurecem, seja em temperatura ambiente, seja por 
aquecimento. O polímero resultante costuma ter um numero muito grande de ligações 
cruzadas, ou também polímeros com ligações em rede. As ligações cruzadas se formam 
durante a polimerização da resina liquida e do endurecedor, de modo que a estrutura é 
quase sempre amorfa. Eles se formam permanentemente rígidos e não amolecem sob 
aquecimento, durante tratamentos térmicos as ligações prendem as cadeias umas nas 
outras para resistir aos movimentos de vibração e da rotação da cadeia a temperaturas 
elevadas, dessa forma o material não amolece quando é aquecido. Ex: epóxis, poliéster, 
formaldeído. 
 
Ligações Cruzadas (Ramificado): 
 
 
 
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 Elastômero 
 
Os elastômeros possuem elasticidade na temperatura ambiente, e podem se deformar 
diversas vezes retornando ao seu comprimento inicial após ter sido retirado o esforço. O 
elastômero geralmente possuem cadeias flexíveis amarradas uma nas outras 
(enoveladas), com baixa quantidade de ligações cruzadas. (Polímeros que à temperatura 
ambiente já se encontram no estado borrachoso). 
 
4.3 Quando ao tipo de ligação 
 
 Homopolímero 
 
Plástico resultante da polimerização de um único monômero. Ex: PE, PP, PVC. 
 
OBS: um PP polimerizado a partir de propeno é um polipropileno homopolímero. 
Um PP polimerizado a partir de propeno e eteno é um polipropileno copolímero. 
 
 
 Copolímero: Plástico resultante da polimerização de dois ou mais monômeros. 
 
a) Copolímero aleatório: Não há uma sequencia definida de disposição dos 
diferentes meros. 
 
~~~~~~A-A-B-A-B-B-B-A-B-A-B-B~~~~~~ 
 
b) Copolímero alternado: Os diferentes meros se dispõem de maneira alternada 
 
~~~~~~A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B~~~~~~~ 
 
c) Copolímero em blocos: Há formação de grandes sequencias (blocos) de um dadomero se alternando com as outras sequencias de outro mero. 
 
~~~~~BBB~~~~AAA-BBB~~~BBB-AAA~~~~BBB 
 
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d) Copolímero Enxertado: Sobre a cadeia de um homopolímero liga-se 
covalentemente outra cadeia polimerica. 
B~B~B~B~B~B~B~B~B~B~ 
A 
A 
 
4.4 Quanto ao comportamento mecânico 
 
a) Plásticos 
É um material polímero solido na temperatura de utilização e normalmente no ambiente 
próximo a ela. 
 Termoplásticos: plásticos que, quando sob um aumento elevado da 
temperatura e pressão, amolecem e fluem, podendo ser moldados. Retirada à 
solicitação (T e P) se solidificam adquirindo a forma do molde. Novas 
aplicações de temperatura e pressão reiniciam o processo. Portanto são 
recicláveis, são solúveis e possuem cadeia linear ou ramificada. Ex: PE, PP, 
PVC. 
 Termofixos: plásticos que quando sujeitos a um aumento de temperatura 
e pressão, amolecem e fluem, adquirindo a forma do molde, reagem 
quimicamente formando ligações cruzadas e se solidificam. Subsequentes 
tratamentos de T e P não têm mais influencia, tornando-os insolúveis, infusíveis 
e não recicláveis. Assim eles devem ser moldados ainda na forma de pré-
polimero (antes da cura, sem ligações cruzadas). Exemplo: resina, epóxi. 
 
b) Elastômeros 
Polímeros que na temperatura ambiente podem deformar-se no mínimo duas vezes o 
seu comprimento inicial, retornando ao comprimento inicial depois de retirado o 
esforço. Para apresentar essas características os elastômeros possuem cadeias flexíveis, 
amarradas uma as outras, com baixa densidade e ligação cruzada. Como principal 
exemplo temos a borracha vulcanizada. 
 
c) Fibras 
Termoplásticos orientados (com sentido longitudinal dito eixo principal da fibra) 
satisfazendo as condições geométricas de L/D>=100. A orientação das cadeias e dos 
cristais, feita de modo forçado durante a fiação, aumenta a resistência mecânica desses 
materiais, tornando-os possíveis de serem usados na forma de fios finos. Ex: PAN, 
náilon, PET. 
 
5. Configuração Molecular de Cadeias Poliméricas 
 
A configuração de uma cadeia polimérica são arranjos moleculares especiais fixados 
por ligações químicas. Para que haja mudança de configuração é necessário quebrar 
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essas ligações envolvendo a degradação do polímero. Assim, a configuração de um 
dado polímero é definida durante a sua polimerização, não podendo ser alterada 
posteriormente. 
 
 Isomeria Cis, Trans 
 
Durante a polimerização comercial de dienos, normalmente as duplas tendem a 
reagir formando uma nova dupla ligação residual localizada no centro do mero. Na 
configuração cis, a cadeia cresce do mesmo lado da dupla ligação. Já na trans, a cadeia 
cresce de lados opostos a dupla ligação. 
A estrutura trans é mais regular, facilitando, sob condições propicias (por exemplo 
tração), a cristalização dos polímeros. Esse efeito é indesejado em elastômeros, pois o 
enrijece, reduzindo a elasticidade e distensibilidade. 
 
A borracha natura é o poliisopreno cis, pois possui baixa cristalinidade e pode ser 
facilmente vulcanizada e sintetizada. 
 
 Taticidade 
 
Taticidade é a regularidade espacial com que os grupos laterais são alocados na cadeia 
polimérica. 
a) Isotático: Nesse caso, todos os grupos laterais são dispostos de um mesmo lado 
do plano definido pelos átomos da cadeia principal. 
 
b) Sindiotático: Os grupos laterais são dispostos de maneira alternada, ora pra 
cima, ora para baixo com relação ao plano da cadeia principal. 
 
 
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c) Atático: Não há regularidade nessa disposição. 
 
 
Nas configurações isotáticas e sindiotáticas são semi-cristalinos, enquanto atático 
são amorfos. 
 
6. Conformação de cadeias poliméricas 
 
A maneira como uma cadeia polimérica vai se empacotar depende de suas 
características particulares (estrutura química) e do meio em que ela está inserida. De 
modo geral, podem-se identificar três tipos de conformações: 
 
 Enrodilhada ou em novelo: considerando-se a condição de uma cadeia 
polimérica com total mobilidade, esta tende a se enrolar em um novelo por 
razões termodinâmicas. Normalmente, todos os polímeros em solução (sem 
agitação) ou no estado fundido (sem fluxo) apresentam esse tipo de 
conformação. 
 
A conformação de mais alta energia para uma cadeia polimérica é quando as suas 
duas pontas estão as mais afastadas possíveis. Neste caso, apenas uma conformação é 
possível, a de uma cadeia estendida. Com a aproximação das pontas, aumenta em muito 
o número de possibilidades da cadeia de adquirir novas conformações, aumentando a 
entropia e, portanto sendo o caminho natural. Assim, para ficar em um estado de baixa 
energia, a cadeia adquire a conformação enovelada. 
 
 Zig Zag Planar: no estado sólido, cadeias lineares sem grupos laterais podem se 
empacotar de uma maneira regular, conformando-se em um tipo de zig- zag. 
 
 
Os átomos de carbono da cadeia principal se dispõem espacialmente, definindo um 
plano único, mantendo os ângulos e distancias entre as ligações constantes e 
característico para cada tipo de ligação. Ex: LDPE, HDPE, nylon, PET, PC. (Semi 
cristalino) 
 
 Hélice, Helicoidal ou de Espiral: Também no estado sólido, a presença de 
grupos laterais na cadeia polimérica tendem a distorcer de forma gradativa a 
conformação zig zag planar. Se sua disposição for tática (iso ou sindiotática, ou 
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seja, regularmente disposta ao longo da cadeia) tem-se a formação de uma 
espiral ou hélice. (Semi Cristalino ) 
 
 
7. Comportamento térmico dos polímeros 
 
A mobilidade de uma cadeia polimérica determina as características físicas do 
produto, seja esse um plástico duro e frágil, borrachoso e tenaz ou um fluído viscoso. A 
mobilidade é a função de agitação dos átomos nas moléculas, sendo esta diretamente 
proporcional à temperatura. Portanto, o conhecimento das características físico-
químicas inerentes a um polimeto é fundamental para a compreensão de seu 
desempenho termomecânico: normalmente, o polímero é processado em temperaturas 
altas quando apresenta um comportamento de um fluído viscoso, e é utilizado em 
aplicações práticas com característica flexível ou rígida. Tal variabilidade de 
comportamento é uma característica sabiamente usada na indústria para a seleção do 
melhor material para uma determinada aplicação. 
 
 Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 
 
É o valor médio da faixa de temperatura que, durante o aquecimento de um 
material polimérico, permite que as cadeias da fase amorfa adquiram mobilidade, ou 
seja, adquiram possibilidade de mudança de conformação. Abaixo da Tg o polímero não 
tem energia suficiente para deslocar uma cadeia em relação à outra, ele se encontra no 
estado vítreo caracterizado por ser duro rígido e quebradiço como um vidro. 
 
 Temperatura de cristalização (Tc) 
 
Durante o resfriamento de um polímero semicristalino a partir de seu estado 
fundido, ou seja, de uma temperatura acima de Tf, ele atingirá uma temperatura baixa o 
suficiente para que em um dado ponto dentro da massa polimérica fundida, um número 
grande de cadeias poliméricas se organizem espacialmente de forma regular. Essa 
ordenação espacial permite a formação de uma estrutura cristalina. Cadeias em outros 
pontos também estarão aptas a se ordenarem, formando novos cristais. 
 
 Temperatura de fusão cristalina (Tf) 
 
É o valor médio da faixa de temperatura onde, durante o aquecimento 
desaparecem as regiões cristalinas com a fusão dos cristalitos. Nesse ponto, a energia 
atinge um nível necessário para vencer as forças intermoleculares secundárias entre as 
cadeias da fase cristalina, mudando doestado borrachoso para o estado viscoso. Essa 
transição só ocorre na fase cristalina, portanto, só tem sentido se aplicada para 
polímeros semicristalinos. 
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Para acompanhar experimentalmente a temperatura de transição é comum 
acompanhar a variação do volume especifico, pois ele é uma propriedade que mede o 
volume total ocupado pelas cadeias poliméricas. Um aumento na temperatura causara 
aumento no volume devido a expansão térmica. 
 
 Influência da estrutura química sobre Tg e Tf 
 
Como essas duas temperaturas de transição se referem a vencer forças e dar 
mobilidade a cadeia polimérica, todo e qualquer fator que leve a um aumento das forças 
intermoleculares e a rigidez da cadeia, aumentará Tg e Tf. 
Ex: Um material que fique exposto exclusivamente a temperatura ambiente e 
não requerem alta resistência mecânica, podem ser produzidos por poliolefinas cuja Tf é 
100ºC<Tf<200ºC, considerada uma baixa faixa de temperatura de fusão; Por outro lado 
materiais que estão sujeitos ao uso constante a 100ºC deve ter sua Tf 200ºC<Tf<300ºC, 
faixa considerada média-alta de temperatura de fusão, exigindo o uso de termoplásticos. 
 
a) Simetria 
 
A maioria dos polímeros possui uma diferença entre a Tg e Tf de 110ºC, porém 
quanto maior a simetria da cadeia com relação aos seus grupos laterais, maior é a 
diferença entre a Tg e a Tf. 
Ex: Polímeros simétricos – PE, POM, PTFE, PVDC. 
Polímeros assimétricos – PS, PMMA, PVC. 
Polímero Mero Tg Tm Tg/Tm 
PVC Assimétrico 87 212 0,74 
PVDC Simétrico -19 198 0,53 
 
Se grupos laterais forem dispostos de maneira simétrica com relação ao eixo da 
cadeia principal, essa terá movimentos mais equilibrados da molécula, não exigindo 
altos níveis de energia para que o estado de mobilidade seja atingido. Esse efeito é 
confirmado pelo valor da TG do PVDC ser inferior ao do PVC, apesar do PVDC 
apresentar o dobro de átomos de cloro (volume lateral maior), mas nesse caso estão 
dispostos simetricamente. 
 
 
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b) Rigidez / Flexibilidade da cadeia principal 
 
A presença de grupamentos rígidos dentro da cadeia principal vai aumentar a 
rigidez da mesma, tendendo a aumentar Tg e Tf, como por exemplo um anel aromático. 
Ex: PET (com anel benzênico: Tg=69ºC e Tf=265ºC) 
 PEA (sem anel benzênico: Tg =-46ºC e Tf=45ºC) 
 Por outro lado, alguns elementos podem gerar flexibilidade da cadeia, caso do 
oxigênio e do enxofre, pois formam ligações flexíveis com o carbono, abaixando os 
valores de Tg e Tf. 
Ex: Polietileno óxido: Tg=66ºC; Polietileno normal: Tg = 135ºC 
 
c) Polaridade 
 
Quanto mais alta a polaridade maior a Tg e a Tm. 
 
d) Grupo Lateral 
 
A presença de um grupo lateral volumoso tende a ancorar a cadeia polimérica, 
exigindo maiores níveis de energia para que a cadeia adquira mobilidade, aumentando a 
Tg e Tf do polímero proporcionalmente ao seu volume. Por outro lado, isso gera 
dificuldade na cristalização, podendo até impedi-la. 
 
 
 
 
 
 
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e) Comprimento 
 
Com o acréscimo de grupos laterais no polímero, aumenta a distancia entre as cadeias 
principais, reduzindo as forças secundarias e assim a temperatura de fusão. 
Polímero Grupo Tf (ºC) 
Polipropileno Metil -CH3 165 
Polibuteno Etil -CH2-CH3 125 
Polipenteno Propil -CH2-CH2-CH3 75 
Polihexeno Butil -CH2-CH2-CH2-CH3 -55 
 
f) Copolimerização 
 
Em copolímeros alternados e aleatórios, onde existe uma forçada mistura íntima 
a nível molecular das unidades monoméricas, o nível de energia exigido para que a 
molécula adquira mobilidade terá uma contribuição ponderada de cada constituinte. 
Assim, o valor da Tg e Tf do copolímero normalmente se situa ponderado entre os 
valores de Tg apresentado pelos homopolímeros individuais. 
 
g) Massa Molecular 
 
Por Tg se tratar da temperatura onde o nível energético para a movimentação da 
cadeia é atingido, o aumento da massa molecular da cadeia polimérica tende a aumentar 
Tg, pois assim o nivel necessário de energia se torna mais alto para dar mobilidade as 
cadeias. 
 
h) Ramificações 
 
A presença de ramificações implica um aumento de pontas da cadeia gerando 
um aumento de volumes livres. Isso facilita a movimentação das cadeias, reduzindo o 
nível energético para se atingir mobilidade da cadeia e, portanto reduzindo a Tg. 
 
 Influência de fatores externos sobre Tg e Tf 
 
O fator externo mais importante é a presença de líquidos plastificantes 
intencionalmente adicionados ou naturalmente absorvidos pelo polímero. Essas 
moléculas geralmente são pequenas, se alojando entre as cadeias poliméricas, afastando-
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as uma das outras. Esse afastamento reduz as forças de atração intermolecular, 
aumentando mobilidade das cadeias, reduzindo o nível energético necessário para dar 
mobilidade à cadeia toda, por conseguinte reduzindo a Tg. 
Ex: A absorção da água pelo Náilon acontece naturalmente quando exposto ao 
meio-ambiente, porém essa reação reduz a Tg do material de 87ºC para 0ºC. As 
moléculas de água se alojam nas pontes de hidrogênio, quanto maior o numero das 
pontes de hidrogênio, maior será o nível de absorção de água. Se o material nessa 
condição for aquecido, a molécula de água pode evaporar, secando o nylon. Por outro 
lado, caso a amida reaja com a água o material ira sofrer hidrolise, o que provocará a 
cisão da cadeia e consequentemente a redução de sua massa molar. Esse efeito de 
degradação pode ser evitado secando o nylon úmido, que é usar baixa temperatura e 
vácuo antes do processamento do material. 
 
8. Cristalinidade dos Polímeros 
 
O estado cristalino pode existir em materiais poliméricos, ela pode ser considerada 
como uma compactação de cadeias moleculares a fim de produzir um arranjo ordenado. 
As substancias moleculares com moléculas pequenas (ex: agua, metano) são em 
geral totalmente cristalinas (como sólidos) ou totalmente amorfas (como líquidos). Em 
consequência do seus tamanhos e da sua complexidade, as moléculas dos polímeros são 
normalmente semi cristalinas (com regiões cristalinas dispersas no meio amorfo), 
qualquer desordem ou falta de alinhamento das moléculas pode gerar região amorfa. 
O grau de cristalinidade pode variar desde completamente amorfo até quase 
totalmente cristalino (95%), e depende da taxa de resfriamento durante a solidificação. 
Durante a cristalização, o resfriamento das cadeias fundidas (que são altamente 
aleatórias e entrelaçadas no liquido viscoso, devem adquirir uma configuração 
ordenada. Para que isso ocorra, deve ser dado tempo suficiente para que as cadeias se 
movam e se alinhem umas com as outras. 
 
 
 
 
 
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 Fatores que afetam a cristalinidade 
 
a) Fatores estruturais 
 Linearidade: Cadeias lineares facilitam o empacotamento, favorecendo a 
cristalinidade. Assim, o polietileno de alta densidade com cadeias lineares 
possui aproximadamente 90% de cristalinidade, e o polietileno de baixa 
densidade com cadeias ramificadas só atingem 40%. 
 Taticidade: Polímeros que apresentam uma regularidade tendem a apresentar 
cristalinidade. Polímeros atáticos normalmente são amorfos. 
 Grupo lateral: A presença de grupos laterais na cadeia principal diminui a 
capacidade de cristalização. Comparando grupos laterais de 3 polímeros. H 
para PE, Cl para PVC e fenila para OS, temos que a porcentagem de 
cristalização para esses diminui sendo, 90% PE; 15% PVC e o PS totalmente 
amorfo. 
 Configuração em torno das duplas ligações: Polímeros dienos com isomeria 
trans tendem a apresentar uma cadeia polimérica próxima a zig-zag planar, 
quando a cadeia estaestirada. Assim, borrachas trans podem, durante a 
deformação sofrer cristalização. Esse efeito não é desejado pois muda as 
propriedades da borracha, reduzindo sua elasticidade e flexibilidade. O 
mesmo efeito não ocorre para polímeros com isomeria cis, pois ela é 
enrodilhada, mantendo as características da borracha mesmo em deformação. 
 Polaridade: A polaridade aumenta a cristalinidade 
 Rigidez/Flexibilidade da cadeia principal: Quanto mais rígido maior o 
tamanho dos cristais formados. 
 Copolimerização: O copolímero, por possuir dois meros diferentes na cadeia 
principal, tende a ter dificuldade de empacotamento e portanto apresenta 
baixa ou nenhuma cristalinidade. 
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 Cinética de Cristalização 
 
Nos polímeros com regularidade espacial, existe possibilidade de organização 
formando-se regiões cristalinas. Esse processo de formação de cristais ocorre em duas 
etapas. Primeiro a nucleação (formação de embriões) onde são formados os primeiros 
núcleos de onde crescerá todo o cristal. Segundo a partir desses núcleos dá-se o 
crescimento dos embriões, com a formação do cristal ou região cristalina. Para que seja 
realizada a nucleação e crescimento é necessário avaliar as taxas de resfriamento e de 
cristalização do polímero. 
A taxa de resfriamento é uma variável do processo que determina o tamanho médio 
dos cristais poliméricos. A taxa de cristalização depende da rigidez macromolecular, 
que determina se haverá ou não a formação de cristais. Quanto maior for à rigidez da 
cadeia menor será a taxa de cristalização. 
 
Nucleação: Ocorre quando os polímeros no estado fundido ou liquido é resfriado 
rapidamente (taxa de resfriamento alta), formando cristais pequenos, que não crescem 
devido ao aumento abrupto da viscosidade, cristais pequeno são menos rígidos, mais 
dúcteis e menos tenazes. 
 
Crescimento do Grão: Ocorre quando o polímero no estado fundido ou liquido é 
resfriado lentamente (taxa de resfriamento baixa), formando cristais grandes, que 
crescem devido à viscosidade ser mais baixa. Cristais grandes são mais rígidos, menos 
dúcteis e tenazes. 
 
 
 
 
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T1, T2, T3 – temperatura do molde. 
Tp – Temperatura do polímero fundido ou liquido 
Tc < T1 < Tf – crescimento 
Tg < T2 < Tc – nucleação 
T3 < Tg – depende 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. Modelos de morfologia de polímeros semicristalinos 
 Miscela Franjada 
 Cadeias Dobradas ou Lamelaas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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10. Síntese de polímeros 
 
Polimerização é uma reação onde moléculas simples reagem entre si formando uma 
macromolécula de alta massa molar. Durante esse processo algumas variáveis são 
importantes como temperatura de reação, pressão, tempo, presença de iniciador, 
inibidor, retardador, catalisador. 
 
 Temperatura / tempo de reação 
 
O aumento do tempo de reação permite obter polímeros com massas molares 
maiores. O aumento da temperatura inicialmente irá produzir uma taxa de reação maior 
devido ao fornecimento de mais energia ao sistema. Por outro lado, a longo prazo o grau 
de polimerização tende a ser menor. 
 
 Plastificantes 
 
Os plastificantes são líquidos oleosos que forçam a abertura da cadeia que se 
lubrifica, facilitando o deslizamento de umas sobre as outras. Portanto, o plastificador 
torna os polímeros mais flexíveis. Isso é possível reduzindo a Tg, o que também reduz a 
resistência a tração. O plastificante deve ter baixa pressão de vapor, ou evaporará 
deixando o polímero frágil. 
Em polímeros como nylon, poliuretanas e plásticos a base de celulose, a presença de 
água absorvida pode proporcionar um grande efeito sobre suas propriedades mecânicas. 
A absorção preferencial de agua nesses polímeros ocorre em função da possibilidade de 
formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas de água e os grupos oxigenados, 
funcionando como plastificante. 
Aumenta: Ductilidade, tenacidade, flexibilidade 
Diminui: Dureza e Rigidez 
 
Propriedades 0,2% água 2,5% água 
Resistência a tração (Mpa) 81,4 77,3 
Deformação a Ruptura (%) 60 300 
Resistência a escoamento (Mpa) 81,4 58,6 
Deformação no Escoamento (%) 5 25 
Módulo sob Flexão (Gpa) 2,8 1,2 
 
 
 Vulcanização 
O processo de formação de ligações cruzadas no elastômero é chamado de 
vulcanização, e é realizado por meio de uma reação química irreversível, conduzida 
normalmente a uma temperatura elevada. Na maioria das reações de vulcanização, 
compostos de enxofre são adicionados ao elastômero aquecido. 
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 Corantes 
 
Os corantes conferem uma cor especifica a um polímero, podem ser dissolvidos no 
polímero ou não. Os pigmentos são os corantes que não se dissolvem, e permanecem no 
polímero com uma fase distinta. 
 
 Catalisador 
 
A presença de um catalisador normalmente reduz as barreiras de energia de 
ativação, facilitando a reação e assim obtendo moléculas de maior massa molar, do que 
uma formada na reação não catalisada. 
 
 Inibidor e retardador 
 
A presença de um retardador reduz a taxa de polimerização, reduzindo a conversão 
do monômero em polímero em um dado intervalo de tempo. Esse efeito é usado quando 
se quer reduzir a exotermia da reação. Quando o retardador é excepcionalmente 
eficiente, a reação de polimerização não acontece enquanto esse reagente estiver 
presente, nesse caso ele passa a ser chamado de inibidor. A presença de inibidor impede 
completamente a reação, aumentando o tempo para o seu inicio. Esse intervalo de 
tempo é chamado de tempo de indução. Esse efeito é utilizado para permitir que o 
polímero seja armazenado antes de começar a reação. 
 
 Degradação 
 
A degradação é um conjunto de reações que envolvem quebra de ligações primarias 
da cadeia principal do polímero e formação de outras, com mudança na estrutura 
química e redução na massa molar. 
 
a) Despolimerização 
Tipo de degradação que segue o caminho inverso da polimerização, onde os 
polímeros sofrem mudanças químicas que o transformam em meros. Poucos polímeros 
permitem a regeneração do mero dessa forma. Ex: PMMA 
 
b) Cisão da Cadeia 
 
Ocorre quando uma cadeia é termicamente atacada por uma molécula de baixa 
massa molar (oxigênio, água etc.) e gera a quebra da cadeia principal nesse ponto 
(cisão). Considerando-se a cadeia como um todo, esses ataques podem ser distribuídos 
de forma aleatória, gerando uma degradação térmica. O que é comum na hidrolise de 
nylon e poliésteres. 
 
19 
 
c) Perda de grupos laterais 
 
Polímeros com grupos laterais fracamente ligados, isto é, com energia de ligação 
abaixo da sua ligação C-C, podem permitir a sua retirada com consequente mudança da 
estrutura do polímero. Isso ocorre no PVC e no PAN, onde HCl e HCN são eliminados 
deixando uma dupla ligação em seu lugar. 
 
11. Comportamento Mecânico dos Polímeros 
 
As propriedades mecânicas dos polímeros são caracterizadas pelo modo como esse 
material responde as solicitações mecânicas aplicadas, podendo ser do tipo de tensão ou 
deformação. A estrutura molecular dos polímeros proporciona um comportamento 
viscoso, como os líquidos, e elástico como os sólidos hookeanos, esse fenômeno é 
denominado viscoelasticidade e ocorre para os plásticos e para as fibras. 
Outro parâmetro a ser considerado é a escala de tempo na qual o polímero é solicitado, 
os ensaios podem ser realizados em curta ou longa duração. 
 Ensaio de impacto - São classificados como de curtíssima duração, nos quais os 
polímeros são submetidos a solicitaçõesnum espaço muito pequeno de tempo. 
 Ensaio de fluência e relaxação por tensão – Caracterizam o comportamento 
mecânico dos polímeros numa escala de tempo muito maior (anos). 
A importância do tempo de duração da solicitação está relacionada com o intervalo 
de tempo que o polímero precisa para responder a ela. Além disso, a caracterização do 
comportamento mecânico pode ser feita atingindo-se ou não a ruptura do material. Por 
exemplo: módulos elásticos, tensão e deformação no escoamento, tensão máxima, etc. 
são parâmetros caracterizados sem atingir a ruptura do polímero. Por outro lado, tensão 
e deformação na ruptura, resistência ao impacto, numero de ciclos de vida sobre fadiga, 
etc. são propriedades mecânicas determinadas no limite da resistência destrutiva do 
polímero. 
11.1 Viscoelasticidade de Polímeros 
 
É o fenômeno onde o polímero apresenta características fluidas e elásticas ao 
mesmo tempo. A fração elástica ocorre devido à variação do ângulo e a distância de 
ligações entre os átomos da cadeia polimérica. A fração plástica ocorre por causa do 
atrito das cadeias, o que faz com que o polímero demore um tempo finito para responder 
a solicitação. 
ANOTAÇÕES DE AULA: O caráter elástico prevalece, em relação ao 
escoamento, quando a estrutura da macromolécula do polímero é caracterizada como 
sendo uma rede com volumes livres. Por outro lado, o escoamento é favorecido, quando 
os nós físicos entre as macromoléculas se desfazem, tanto na presença quanto na 
ausência de volumes livres. Os nós físicos são formados pelo entrelaçamento entre as 
macromoléculas, sendo temporários, porém as ligações cruzadas presentes são 
permanentes. 
20 
 
Para analisar o comportamento físico-mecânico de um polímero devemos levar 
em conta a sua massa molar, suas temperaturas características (Tg e Tm) e a 
temperatura na qual a medida é feita. 
Com relação à temperatura é comum classificar um polímero semicristalino em três 
estados: 
 Vítreo – acontece em temperaturas abaixo de Tg. Nesse baixo nível energético 
as cadeias poliméricas não tem energia suficiente para apresentar mobilidade, 
respondendo preferencialmente de forma elástica as solicitações. O polímero é 
rígido e frágil. 
 Borrachoso – acontece na temperatura entre Tg e Tf. Nessa fase o nível 
energético é suficiente para dar mobilidade apenas à fase amorfa, mantendo a 
fase cristalina rígida. A flexibilidade da massa polimérica é função da 
mobilidade gerada pela fase amorfa, restrita pela rigidez da fase cristalina. 
Quanto maior a fração volumétrica cristalina, maior será a concentração elástica. 
O polímero apresenta comportamento semelhante ao da borracha vulcanizada. 
 Viscoso – Acontece em temperaturas acima da Tf. Possui energia suficiente para 
que todas as cadeias sejam moveis com uma forte contribuição da resposta 
plástica a deformação. A contribuição elástica está presente, mas é minoritária. É 
nesse estado que os polímeros são processados, pois apresentam máxima 
capacidade de mudança de conformação. 
Os polímeros amorfos apresentam apenas estado vítreo e viscoso. 
 
11.2 Um sólido Elástico Perfeito 
 
Um sólido elástico perfeito ao ser carregado deforma-se instantaneamente 
porque não há atrito interno. A alteração da energia potencial com o carregamento, 
nesse caso, ocorre associada às mudanças dos ângulos, no sentido de tração e torção das 
ligações e das distancias das ligações carbono-carbono. No descarregamento a 
recuperação elástica é espontânea porque há restituição dos ângulos, assumindo sua 
condição de energia potencial mínima. 
Sabe-se que o sistema, quando remove as restrições de ângulos buscando aumentar a 
sua energia potencial, busca espontaneamente atingir a menor energia possível. É dessa 
maneira, que o polímero consegue absorver energia e devolve-la, totalmente, sem 
produzir atrito interno, por isso se comporta como um solido elástico perfeito (mola de 
hooke). 
 
11.3 Um líquido perfeito 
 
 Confinado entre duas placas, sendo uma placa móvel e a outra fixa, desenvolve 
um perfil de velocidade laminar proporcional à velocidade da placa móvel. 
Newton demonstrou que a tensão cisalhante imposta para manter a placa móvel, numa 
dada velocidade, varia proporcionalmente em função da taxa de cisalhamento: 
21 
 
 
 
 
 
 
 
 À medida que se afasta da placa móvel, as velocidades das camadas de liquido 
diminuem. 
 O coeficiente angular entre a tensão cisalhante (F/A) e a taxa de cisalhamento 
(V/H) corresponde à viscosidade do fluido confinado entre as placas, o que significa que 
a viscosidade do liquido independe da taxa de cisalhamento. 
 Quando a tensão cisalhante cessa, a velocidade da placa móvel se torna zero e o 
liquido deixa de fluir subitamente, pois o processo de escoamento desse fluido é 
totalmente irreversível, o que demonstra que toda energia absorvida no escoamento é 
consumida e pode ser considerado um liquido perfeito. 
11.4 Modelos Viscoelásticos 
 
Para representar fisicamente o comportamento viscoelástico do polímero foram 
criados modelos que podem ser tratados matematicamente. A elasticidade é 
representada por uma mola, pois esse dispositivo possui deformação diretamente 
proporcional à tensão aplicada. A fração plástica é representada por um pistão com 
fluido, onde a tensão é diretamente proporcional à taxa de deformação. 
Comportamento elástico 
Comportamento Plástico 
Onde: = tensão; deformação; E = modulo de elasticidade; n = viscosidade do 
fluido dentro do pistão; de/dt = taxa de deformação do pistão. 
O modulo E está relacionado com a energia necessária para deformar os ângulos 
e a distancia entre aos átomos da cadeia polimérica (quanto mais rígida a cadeia, maior 
será o modulo de E). A viscosidade (n) está relacionada com o atrito entre as moléculas 
gerado durante a deformação (quanto mais atrito maior será o n). O de/dt indica a 
influencia do tempo na resposta de um polímero de uma determinada solicitação. 
A resposta mecânica dos polímeros em uma dada temperatura depende do tempo 
de relaxação conformacional e de escoamento. 
Relaxação por escoamento: As moléculas deslizam umas sobre as outras, 
caracterizando o que se conhece como deformação plástica ou deformação permanente 
ou escoamento do polímero. Esse movimento justifica a verdadeira deformação plástica 
que não desapareceu quando o polímero amorfo foi tratado termicamente, acima da TG. 
Relaxação conformacional: As macromoléculas mudam de conformação 
enovelada para conformação esticada e se tiver em uma condição térmica em que as 
ligações C-C girem livremente, elas enovelam novamente ao remover a tensão com 
perda de energia, devido ao atrito interno provocado por esse movimento. Se isso 
ocorre, a histerese está presente. A condição térmica favorável para as macromoléculas 
retornarem a sua conformação inicial enovelada, ocorre quando o ensaio é realizado 
acima da Tg do amorfo, justificando a razão pela qual o elastômero apresenta 
elasticidade fora do seu regime plástico. 
22 
 
 Modelo de Hooke: 
Descreve o comportamento elástico perfeito, não há atrito interno, pois a energia 
absorvida é igual à energia devolvida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Modelo de Newton: 
Descreve o comportamento de um liquido perfeito, toda energia absorvida é consumida, 
ou seja, não há recuo elástico, pois não tem energia devolvida. A taxa de cisalhamento é 
linear em função do tempo 
- Taxa de cisalhamento: Mede o gradiente de velocidade da camada de um liquido que 
flui no fluxo laminar 
- Fluido Newtoniano: é o fluido que a viscosidade independe da taxa de cisalhamento 
ou da vazão (água).- Fluído Não newtoniano: é o fluído que a viscosidade depende da taxa de cisalhamento 
ou da vazão (ketchup, maionese, sangue). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Modelo de Maxwell: 
Maxwell sugeriu que o polímero pudesse ser representado por uma associação em serie 
de uma mola de hooke e um amortecedor (pistão de Newton). Só se aplica a condições 
geométricas de altura sob deformação constante. 
 
Ex: Anel de Vedação 
 
 
 
 
 
23 
 
 
 Modelo de Voigt-Kelvin: 
A mola é associada em paralelo com o pistão. Consegue explicar as condições de 
energia e geometria do material, pois imita o movimento de desenovelamento forçado e 
enovelamento espontâneo das macromoléculas. Portanto é o único modelo que possui 
carregamento e descarregamento. 
 
 
 
 
12. Comportamento Viscoelastico em Modelos Mecânicos 
 
12.1 Resposta Viscoelástica do Pneu 
 
A manifestação de deformação plástica (permanente) em borrachas vulcanizadas 
depende do tempo, temperatura e das magnitudes do carregamento e da deformação 
imposta. Por essa razão, os pneus tendem a deformar, se o veiculo permanecer parado 
por períodos longos a temperatura ambiente. Por outro lado, o coeficiente de atrito 
dinâmico da banda de rodagem (parte do pneu que tem contato com o chão) reduz em 
função da taxa de transferência de energia (velocidade), tornando a derrapagem mais 
provável. Já a banda lateral do pneu deve ser resiliente para que as deformações 
ocasionadas pelo contato com o pavimento sejam recuperadas rapidamente. 
A deformação compressiva máxima do pneu (D) é a diferença do raio do pneu (r1) 
com o raio de um pneu que possui deformação compressiva máxima (r2). Sendo assim 
D= r2- r1. A frequência com que essa deformação ocorre é determinada pelo perímetro 
do pneu (PI.D). 
A energia retida pela borracha vulcanizada aumenta em função da velocidade, é por 
isso que a energia recuperada diminui. 
A energia acumulada dentro do pneu, na forma de calor é descrita pela área preta do 
gráfico, ou seja, a área delimitada pela histerese produzida entre as curvas de 
carregamento e descarregamento compressivo do pneu. Já a energia recuperada é 
representada pela área branca, delimitada por r2 e r1, e avalia o quão elástico é a banda 
do pneu. Em outras palavras, quanto menor a histerese entre as curvas de carregamento 
e descarregamento do pneu mais elástico se torna a banda lateral. 
Com o aumento da velocidade, o pneu fica mais quente, e a transição de 
carregamento a descarregamento de energia se torna mais rápida em função do tempo, 
por isso podemos dizer que a histerese diminui a medida que a temperatura do pneu 
aumenta. Isso ocorre porque a elasticidade da banda lateral aumenta em função do 
aumento da temperatura. 
 
 
 
24 
 
12.2 Resposta Viscoelástica da Bola de Squach 
 
A bola de squash ao colidir contra uma superfície volta ao seu estado natural 
rapidamente, isso se da devido ao aumento da resiliencia da bolinha durante o jogo uma 
vez que ela sofre deformações cíclicas nas diversas colisões e aquece internamente, 
assim sua histerese diminui e ela se torna mais resiliente. Se as magnitudes da 
deformação do pneu e da bola estivessem dentro do regime elástico, ambas não 
aqueceriam em condições dinâmicas. 
 
12.3 Resposta Viscoelástica do Anel de Vedação 
 
O objetivo do anel de vedação é evitar que fluido ou gás escape através de 
compressão mecânica com juntas e selos mecânicos. Desse modo, ao comprimir o 
equipamento de vedação a borracha vulcanizada reage contra essa compressão e assim 
há gradientes de tensão normal porque nas partes mais próximas da borda a tensão 
aplica é menor, e no centro se tem a tensão máxima. Quando a tensão normal se torna 
menor do que a pressão exercida pelo fluido contra o anel, ocorrera vazamento do fluido 
pela interface física formada entre o anel e a superfície que o comprime. 
A borracha vulcanizada, ao se deformar por compressão absorve energia através de 
dois movimentos moleculares: 
1 – alteração de ângulo e das distancias da ligação carbono – carbono dos segmentos da 
rede sem produzir atrito interno, isto é sem perda de energia absorvida. 
2– Sofre alterações da conformação da rede vulcanizada (desenovela) e tal mudança 
ocorre com perda de parte da energia absorvida, devido ao atrito interno. 
O aumento da temperatura reduz a viscosidade da borracha vulcanizada e acelera o 
processo de relaxação, já o aumento da densidade retarda o processo de relaxação 
porque as ligações cruzadas restringem os deslocamentos relativos entre os segmentos 
de rede reduzindo assim a taxa de escoamento lateral, consequentemente a resposta 
elástica é potencializada nesse caso. 
Ao descomprimir um anel de vedação já deformado plasticamente recupera apenas 
parte da sua altura inicial porque a outra parte escoou. Isso significa que nem toda 
deformação imposta, durante o uso, transformou em deformação plástica, porque o anel 
não se comportou como um líquido perfeito e sim como um solido viscoelástico. 
 
12.4 Resposta Viscoelástica do fluído de amido 
 
É formada a temperatura ambiente uma mistura contendo 1/3 de água e 2/3 de 
amido de milho, comportando como uma massa viscoelastica. Quando um aluno 
(carregamento constante – peso) tenta travessar a massa devagar, isto é, numa condição 
de baixa transferência de energia, a referida massa comporta-se predominantemente 
como um liquido, e sua resposta elástica torna-se imperceptível. Por outro lado, se o 
mesmo aluno atravessar a piscina correndo (condição de alta transferência de energia) a 
massa comporta-se como um solido elástico, e sua resposta como liquido se torna 
25 
 
desprezível. A evidencia que a massa respondeu elasticamente é a marca impressa pelo 
pé (deformação local), através da compressão. Se fosse possível aumentar a taxa de 
transferência significativamente à região de contato entre a massa e o pé sofreria uma 
fratura instantânea, como se fosse um vidro. 
O mesmo resultado poderia ser conseguindo se a massa viscoelastica fosse resfriada 
abaixo da temperatura da Tg do amido plastificado, mantendo-se a taxa de transferência 
de energia constante. 
Conclusão: Consegue-se produzir uma resposta mecânica equivalente para o mesmo 
polímero se mantivermos a temperatura constante e aumentarmos a taxa de 
transferência de energia ou caso seja mantida a taxa de transferência de energia 
variando nesse caso a temperatura. 
Isso se justifica por a fração do volume livre varia em função do tempo e da 
temperatura. Outra variável que afeta a resposta mecânica da massa é a fração da água 
utilizada, uma vez que ela atua como plastificante e reduz a temperatura de transição 
vítrea do amido. 
 
13. Comportamento Viscoelástico em ensaios mecânicos 
 
13.1 Ensaio de Tração 
 
Quando a velocidade é aumentada de 50 para 500 mm/min. verifica-se que há 
redução da tenacidade (capacidade de absorver energia) e da ductilidade (deformação 
até quebrar) aumento a sua rigidez, isso pode ser constatado comparando a curva de 
tensão e deformação (nas duas velocidades). Esse comportamento é reflexo da 
viscoelasticidade, e se manifesta todas as vezes que há variação da velocidade de tração. 
Se um polímero for ensaiado em temperaturas muito abaixo de sua Tg, ele tende a se 
comportar como um sólido vítreo perfeito e suas propriedades mecânicas tornam-se 
insensíveis a velocidade de tração. 
 
 
Quando os compósitos de borracha natural vulcanizada fraturam no ensaio de 
tração, nota-se que há contração espontânea e imediata de grande parte da deformação 
26 
 
máxima (determinada no momento em que o corpo rompe).Se a recuperação 
geométrica não é imediata, existe deformação residual (que pode ser notada quando as 
duas partes do corpo são remontadas manualmente). Para saber se a deformação 
residual observada é ou não uma deformação plástica há necessidade de averiguar se o 
corpo de prova continua relaxando após a fratura. 
Como saber se é ou não deformação residual: 
1) Elasticidade retardada 
2) Parte da energia absorvida é consumida no deslizamento entre os segmentos de 
rede 
3) Amolecimento de Mullins: Ocorre quando parte da energia absorvida na 
deformação é consumida a fim de romper o contato físico entre os segmentos de 
rede e a superfície dos particulados (negro de fumo). OBS: Gera histerese. 
4) Parte da energia absorvida é gasta na quebra de ligações covalentes 
Essas contrações geométricas retardadas citadas acima podem ser geometricamente 
reversíveis ou totalmente irreversíveis. A única deformação reversível é o descrito no 
item 1, enquanto os demais são irreversíveis e podem explicar o aparecimento da 
deformação plástica. 
 
A possibilidade de observar relaxação após submeter o corpo de prova a uma 
deformação qualquer, é mais provável para todos os polímeros ensaiados acima de sua 
Tg. Porem a magnitude da deformação residual depende da taxa de transferência de 
energia (que depende da velocidade de tração), da deformação máxima ate a fratura e da 
temperatura do ensaio. Assim, existe uma combinação de fatores intrínsecos (tg) e 
extrínsecos ao material (temperatura, velocidade etc.) que são determinantes para 
observar a manifestação da deformação residual. 
 
13.2 Ensaio de dureza 
 
Há redução de dureza de um compósito de borracha vulcanizada medida 
instantaneamente e após 15 segundos, devido à ocorrência de relaxação, ou seja, a 
borracha vulcanizada resistiu em relaxar, quando a energia foi transferida 
instantaneamente através do penetrador. A magnitude dessa relaxação dependerá das 
condições de ensaio e das propriedades do polímero. 
 
 
 
27 
 
13.3 Ensaio de deformação Permanente 
 
Ensaio: O ensaio consiste em manter o corpo de prova sobre deformação compressiva 
constante em altas temperaturas por um longo período de tempo (24h a 70 ou 130º C). 
Este ensaio é importante para seleção de anéis de vedação, guarnições e pneus; Pois 
demonstra como a borracha reage após um longo tempo de uso. 
 Se a deformação for mantida por curto período, não se observa escoamento e a 
recuperação elástica é geometricamente total (existindo porém atrito interno que 
se manifesta em calor). 
 Se a deformação é mantida constante por um longo período (como é feito no 
ensaio) nota-se que haverá escoamento (deformação plástica) e menor resposta 
elástica. 
 
 
OBS: A temperatura pode aumentar a elasticidade quando estamos no intervalo de 
mínima %DPC (tg<tg<tf), porém se o tempo que a tensão estiver sendo aplicada não for 
breve favorecerá o escoamento (relaxação de tensão) e consequentemente a deformação 
plástica. 
 
Pode-se concluir que o desempenho nesse ensaio depende de duas variáveis: tempo e 
temperatura. O aumento de temperatura do ensaio de deformação permanente facilita o 
escoamento, devido à redução da sua viscosidade no estado sólido. A redução da 
temperatura reduz a elasticidade do elastômero. 
No ensaio de deformação permanente ocorre a relaxação por escoamento que é 
acelerada pelo aumento da temperatura de ensaio e, em consequência disso há uma 
redução da resposta elástica devido a deformação plástica. 
A magnitude da deformação imposta inicialmente, para deformar o corpo de prova 
em compressão, se encontra fora do regime elástico, isso significa que há histerese e, 
portanto perda de energia por atrito interno. Esse ensaio pode ser aplicado a todos os 
polímeros amorfos e reticulados com Tg abaixo da temperatura de ensaio. 
Ao manter a temperatura e deformação constante parte da energia é consumida pelo 
deslizamento relativo, e isto explica por que ocorre redução das tensões (relaxação) em 
função do tempo. 
 
28 
 
13.4 Ensaio do índice de fluidez do plastômero 
 
O polietileno fundido quando é extrusado observa-se um aumento no seu diâmetro 
radial, devido a sua resposta elástica. As macromoléculas confinadas, dentro do capilar, 
desenovelam e orientam-se na direção do fluxo. A orientação depende da pressão 
imposta ou da vazão. Ao sair do capilar ocorre relaxação (enovelamento espontâneo) 
que depende da taxa de resfriamento. Se a taxa de resfriamento for alta (resfriamento 
rápido). Quanto maior for a pressão imposta para extrusar o polietileno fundido contra o 
capilar metálico, maior será o aumento do diâmetro radial do extrusado. Desse modo, os 
polímeros fundidos comportam-se como líquidos viscoelástico, independentes se são ou 
não newtonianos. 
 
13.5 Ensaio de resiliência 
 
Transfere-se certa quantidade de enérgica ao compósito de borracha natural 
vulcanizada, soltando-se um martelo de uma altura conhecida. Avalia-se o quanto dessa 
energia absorvida foi devolvida ou recuperada. 
Ensaio: O martelo colide com o corpo de prova e retorna a uma altura angular 
proporcional à energia dissipada. A altura que o martelo foi solto refere-se à energia 
absorvida. No momento da colisão há uma pequena deformação quase que instantânea, 
nesse tempo as macromoléculas desenovelam e enovelam-se espontaneamente, 
devolvendo a energia absorvida na colisão, como o movimento macromolecular 
associado a essa deformação gera atrito interno, então parte da energia absorvida fica 
dentro do corpo de prova, e são chamada de energia consumida, que também pode ser 
calculada pela diferença entre as duas alturas atingidas, conhecida como histerese. 
A resiliência é uma resposta inversa ao amortecimento, quanto maior a elasticidade 
do polímero, maior será a sua resiliência e menor será o seu amortecimento. 
A histerese entre as curvas de tensão e deformação ocorre, pois a taxa de 
deformação imposta no carregamento se torna maior comparada à taxa de contração 
espontânea do compósito de borracha vulcanizada no descarregamento. A diferença 
dessas taxas é atribuída ao atrito interno entre os segmentos de rede, retardando o seu 
movimento de enovelamento espontâneo, depois que foram previamente desenoveladas 
no carregamento. A histerese pode se manifestar diferentemente em condições térmicas 
variáveis, devido à tensão do ensaio, magnitude, frequência e taxa de transferência de 
energia. 
 
29 
 
14. Resposta Viscoelástica em diferentes condições térmicas 
 
Considerando a estrutura de ligações cruzadas e as fases apenas amorfa e cristalina dos 
polímeros é possível estudar sua resposta viscoelastica dependendo das condições 
térmicas. 
1ª condição térmica: 
Temperatura de ensaio < Tg estática do polímero amorfo. 
A deformação produzida no carregamento do polímero é atribuída apenas à 
mudança conformacional (elástica). Isso ocorre, pois abaixo da Tg o atrito interno é 
muito alto devido à ausência de volumes livres para a rotação da ligação carbono-
carbono, impedindo que as macromoléculas assumam uma conformação enovelada. 
A deformação plástica nessa condição desaparece se o polímero foi submetido 
previamente a tratamento térmico acima da Tg. Quanto maior for à temperatura do 
tratamento térmico, maior será a taxa para restituir a geometria inicial do polímero 
deformado plasticamente. Porém, caso ocorra deslizamento entre as macromoléculas a 
deformação plástica não desaparece nem com tratamento térmico acima da Tg. O 
deslizamento é irreversível, independente da condição térmica que ele é ensaiado, razão 
pela qual justifica a verdadeira presença da deformação plástica.2ª condição térmica: 
T do ensaio = ou próxima a Tg 
Se a temperatura do ensaio coincide com a Tg do polímero, a sua fração de 
volumes livres é pequena, o atrito interno se torna alto e a taxa de enovelamento baixa. 
Isso significa que haverá uma diferença significativa entre o estimulo e a resposta 
mecânica elástica do polímero. A deformação plástica produzida nesta, desaparece de 
forma mais lenta (pseudo-escoamento) Ex: Espumas e travesseiros. 
 
 
3ª condição térmica: 
T do ensaio > Tg do polímero amorfo. 
Se a temperatura de ensaio de um polímero encontra-se acima da Tg o atrito 
interno entre as macromoléculas diminui quanto maior for à diferença entre essas 
temperaturas, o que aumenta a fração de volumes livres facilitando que as 
macromoléculas desenoveladas possam enovelar-se espontaneamente. 
Deformação temporária: Varia em função do tempo. Uma vez manifestada à 
deformação temporária, ela tende a diminuir mais rapidamente quanto maior for à 
temperatura, como consequência da redução do atrito interno, devido ao aumento da 
fração de volumes livres. 
Deformação Plástica: Está associado ao deslizamento relativo entre as macromoléculas 
e os segmentos de rede. O deslizamento relativo entre as macromoléculas, sendo um 
movimento irreversível, é que na realidade justifica a verdadeira deformação plástica, 
independente da condição térmica que se manifesta. 
30 
 
4ª condição térmica: 
T do ensaio >>> Tg do polímero amorfo 
Quanto maior for a temperatura de ensaio em relação à Tg do polímero, a 
resposta elástica imediata prevalece em relação à resposta elástica retardada. Se tal 
polímero se encontra reticulado ou vulcanizado, sua resposta elástica torna-se 
relativamente mais rápida, em relação às versões não vulcanizadas. Isso ocorre porque 
as ligações cruzadas, que definem a estrutura da rede restringem os deslocamentos 
relativos entre os segmentos, além disso, dificulta ou atrasa a deformação temporária 
e/ou plástica. 
Conclusão: 
 Só é elástico se houver a presença de volumes livres, pois o enovelamento é 
espontâneo. Caso não exista volumes livres não existe enovelamento espontâneo 
(resposta elástica). 
 Quanto maior for o escoamento, menor será o caráter elástico do material 
consequentemente menor a resposta elástica. 
 Quanto mais próximo da Tg, o caráter elástico se trona ruim, pois terá a mínima 
fração de volumes livres, além disso, o atrito interno é maior quando a 
temperatura é mais próxima da Tg. 
 Quando os nós começam a deslizar, ocorre a deformação plástica, que é um 
processo temporário no caso do nó físico, e irreversível no caso das redes 
poliméricas. 
 
15. Reologia 
 
 A reologia é a ciência que estuda o fluxo e a deformação de sólidos, líquidos e 
gases. 
Sólidos de Hooke e fluídos de Newton: comportamento ideal da matéria. Sólidos e 
fluidos reais: modelos reológicos. 
Elasticidade do polímero fundido: pode ser evidenciada pelo enovelamento das 
macromoléculas quando sai do orifício. 
Viscosidade do polímero fundido: depende da massa molar, taxa de cisalhamento e da 
temperatura. 
 Para o processamento de polímeros no estado fundido, as temperaturas (Tp) 
impostas na zona de dosagem devem respeitar a seguinte condição: 
 A temperatura de processamento para polímeros cristalizáveis deve ser: Tp> Tf 
 A temperatura de processamento para polímeros não cristalizáveis deve ser: 
Tp>Tg ou Tp>Te (temperatura de escoamento). 
 
Índice de potência (n-1): mede o quanto o polímero desvia do comportamento 
newtoniano: 
0<n<1 não newtoniano e n=1 newtoniano 
 
31 
 
PROCESSOS i taxa de cisa. σi (tensão de cisa.) ηi (viscosidade) 
moldagem por 
compressão 
1 – 10 σ1 η1 
Laminação 10 - 100 σ2 η2 
Extrusão 100 - 1000 σ3 η3 
Injeção 1000 - 10000 σ4 η4 
 
 
 
(i): Abaixo da taxa de cisalhamento. Nesse trecho o polímero se comporta como fluido 
newtoniano, a conformação e o grau de entrelaçamento (numero de nós) se mantêm 
constantes. O polímero é isotrópico, as propriedades mecânicas independem das 
direções. 
(ii): Acima da taxa de cisalhamento, nesse o polímero se comporta como fluido não 
newtoniano (pseudoplástico) o grau de entrelaçamento começa a reduzir à medida que a 
taxa de cisalhamento aumenta, razão pela qual a viscosidade reduz. Simultaneamente, as 
macromoléculas vão se orientando na direção do fluxo, isto é, as macromoléculas 
desenovelam. Os polímeros são anisotrópicos, depende da direção para se ter as 
propriedades mecânicas como rigidez, resistência à tração. 
(iii): Quando a taxa de cisalhamento se torna muito alta, pode-se atingir o segundo 
trecho newtoniano (2º patamar), onde as macromoléculas se encontram orientadas com 
baixo grau de entrelaçamento que se mantém invariável. o polímero é isotrópico, as 
propriedades mecânicas independem das direções. 
- Quanto maior a taxa de cisalhamento menor será a viscosidade. 
- O polímero fundido normalmente é não newtoniano 
 
 A viscosidade de polímeros fundidos depende da massa molar (MM). Quanto 
maior for a MM média, maior a viscosidade, aumentando também as propriedades 
mecânicas como: ductilidade, rigidez e tenacidade, porém diminui a fluidez. 
32 
 
 
Plastificar: passar o polímero do estado sólido ao estado líquido. 
Degradação: é provocada por efeitos individuais ou combinados de energia térmica e 
mecânica imposta para o polímero plastificar e fluir durante o seu processamento, 
Taxa de cisalhamento: mede o gradiente de velocidades das camadas em fluxo laminar 
na fonte do fluxo. A taxa de cisalhamento crítica é definida quando viscosidade do 
polímero fundido inicia seu desvio do comportamento newtoniano razão pela qual a 
viscosidade passa a depender da taxa de cisalhamento. 
Tensão de cisalhamento: é a tensão que sustenta o fluxo numa determinada vazão ou 
taxa de cisalhamento. 
Viscosidade: Mede a resistência ao escoamento de um fluido. 
Fluidez: mede a facilidade do fluxo sob certas condições, ou seja, a facilidade na qual o 
fluido consegue fluir. 
OBS: Polímeros fundidos comportam-se como pseudoplásticos. 
 
16. Processamento de Polímeros 
 
Para definir qual técnica será usada para o processamento de um polímero deve-se levar 
em conta: 
1. O material (termoplástico ou termofixo) 
2. A temperatura em que ele amolece (no caso do termoplástico) 
3. A estabilidade química (resistência a degradação) 
4. Geometria do produto final 
Os termoplásticos amorfos são processados acima da TG e os semicristalinos acima da 
TF. Em ambos os casos a aplicação de pressão deve ser mantida durante o resfriamento 
da peça para que a mesma retenha sua forma. 
 
16.1 Extrusora 
 
Um dos métodos mais importantes para a produção de materiais termoplásticos é o 
processo de extrusão. Nesse processo o polímero sólido se transforma em polímero 
fundido e alimenta continuamente a matriz do molde com uma vazão constante. O 
produto extrudado é resfriado progressivamente ate permanecer solido. 
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 A extrusora é dividida em três zonas: 
 Zona de alimentação (polímero no estado sólido); 
 Zona de compressão (polímero sólido e fundido); 
 Zona de dosagem. (polímero fundido) 
 
 Caso ocorra a entrada de uma fase líquida na ZA ou uma fase sólida na ZD a 
eficiência do processo irá diminuir. 
 
Os elastômeros são mais viscosos porque geralmente possuem massas molares 
maiores, além disso sua temperatura de processamento é mais baixa, em relação aos 
termoplásticos, então necessita-se de uma pressão interna maior na extrusora. Sendo 
assim, uma extrusora para termoplásticos não serve para elastômeros, e vice-versa. A 
geometria da roscaempregada para extrusão em termoplásticos e elastômeros deve 
seguir conforme a tabela: 
 
Parâmetros Termoplástico Elastômeros (Borrachas) 
L/D 20 a 30 ou maior 15 a 20 ou menor 
Passo Constante ao longo da rosca Variável, (maior Z.A. e menor Z.D). 
Profundidade Variável, (maior Z.A. e menor Z.D). Constante ao longo da rosca 
 
- Os canais da rosca são mais profundos reduzindo a resistência viscosa oferecida pelo 
elastômero. 
- As roscas são mais curtas reduzindo o esforço aplicado na saída do elastômero fundido 
- A razão de compressão pode minimizar (para ambos) a resistência viscosa do polímero 
fundido. 
 
 
 
 
 
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Extrusora para termoplásticos: 
 
 Uma extrusora que é alimentada com sólidos particulados é chamada de extrusora 
plastificante. 
 Em sua maioria usam aquecimento elétrico 
 A folga entre o filete da rosca e o cilindro da extrusora é muito pequena (0,001); 
 O polímero atua como lubrificante; 
 Roscas e cilindros são feitos de aço temperado para proteção ou revestidas com 
camadas especiais resistentes ao desgaste. 
 
Principais funções da extrusora plastificante: 
1. Transporte de sólidos; 
2. Plastificação dos polímeros; 
3. Bombeamento ou transporte de fundidos; 
4. Mistura e homogeneização; 
5. Moldagem. 
 
Extrusoras para Borrachas: 
 
 As primeiras extrusoras para borracha foram construídas para serem alimentadas 
a quente. Isso é, o material era fornecido quente de um misturador. Hoje em dia existem 
maquinas de extrusão a frio, que possuem custo menor, melhor controle da temperatura 
do material e possível manuseio de uma larga variedade de compostos. 
 
Características específicas: 
 Comprimento reduzido da rosca; 
 Aquecimento e resfriamento; 
 zona de alimentação; 
 desenho da rosca; 
 
 O comprimento reduzido ocorre devido a viscosidade da borracha ser muito alta 
em comparação com termoplásticos. Consequentemente ocorre um aumento de calor 
gerado pelo processo de extrusão (cisalhamento do material). O comprimento reduzido 
mantém este aumento de temperatura dentro dos limites do composto (scorch). 
 A energia especifica requerida pelas borrachas é geralmente muito baixa, porque 
elas são extrudadas em termperaturas mais baixas que os termoplásticos (20 a 120ºC). 
Elas podem ser aquecidas a vapor, com resistência elétrica ou a óleo, o óleo também é 
utilizado para o resfriamento, porem a maioria das extrusoras usam agua pois permite 
uma troca de calor mais efetiva. 
 A zona de alimentação pode ser alimentada por compostos em forma de fitas ou 
granulares. Quando a borracha fica escorregadia, a zona de alimentação do cilindro é 
ranhurada para previnir o deslizamento. 
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As extrusoras de borracha possuem passo variável e profundidade constante para 
conseguirem atingir altas taxas de vazão, outra razão é devido a não alteração da 
densidade da borracha durante a extrusão, ao contrário dos termoplásticos. 
 
Parâmetros Termoplástico Elastômero 
Viscosidade menor viscosidade maior viscosidade 
Massa Molar menor MM maior MM 
Fluidez maior fluidez menor fluidez 
Tempo de residência maior tempo menor tempo 
 
Cabeçote e Matriz 
O cabeçote de uma extrusora tem como função equalizar a pressão da rosca e 
transportar o composto para a matriz. É importante que esse composto escoe bem, pois 
nos pontos onde não houver o escoamento necessário (pontos de estagnação) ocorrerá à 
vulcanização do composto, e de tempo em tempo essas porções se romperão e irão 
formar defeitos no extrudado. 
 
Tipos de Roscas: 
Para Termoplásticos – Passo constante e profundidade do canal variável. 
Para Borrachas – Passo variável e canal de grande profundidade e constante. 
Isso acontece, pois a borracha não tem alteração na densidade durante a extrusão, ao 
contrário dos termoplásticos semicristalinos, e também permite reduzir o cisalhamento 
da borracha e a geração de calor resultante do aquecimento viscoso. 
O volume reduzido no canal da rosca na zona de metering comparada com a 
zona de alimentação é para permitir uma compressão adequada, eliminando ar e 
também garantindo uma pressão constante no cabeçote da extrusora. Isso é obtido 
através da redução do passo da rosca, redução da profundidade da base da rosca e 
aumento no numero de voltas na rosca. 
As roscas requerem tratamentos superficiais para que os seus filetes sejam 
resistentes ao desgaste, tais como: nitretação, recobrimento da superfície com aço duro. 
 
Transporte de Sólidos na Extrusora (zona de alimentação): 
 
É a primeira zona de uma extrusora plastificante. Está próxima a abertura, e 
geralmente possui os canais de rosca profundos. A profundidade do canal, a distancia 
radial entre o cilindro e a base da rosca, e o comprimento de varias seções tem um forte 
efeito no rendimento da extrusora. 
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O coeficiente de atrito entre o polímero solido e as superfícies metálicas da rosca e 
do cilindro são muito importantes: 
- se o polímero adere na rosca e desliza no cilindro, a rosca obtura-se 
progressivamente e após alguns minutos de operação a vazão é nula, para que isso seja 
evitado o coeficiente de atrito do polímero sólido com a superfície do cilindro deve ser 
relativamente alto. 
- se o polímero desliza na rosca e adere ao cilindro, à vazão é muito alta, mas o 
torque requerido para girar a rosca pode, também, ser muito alto e em alguns casos o 
sistema pode ser bloqueado. Para que isso seja evitado é necessário que o atrito do 
polímero sólido com a superfície da rosca seja baixo, razão pela qual a rosca é polida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cilindros com ranhuras: 
Resfriamento é importante para reduzir o calor gerado pelo atrito na superfície do 
cilindro. Principais benefícios dos cilindros com ranhura: 
- Aumenta a vazão. 
- Estabilidade na extrusão 
- Vazão menos sensível a pressão 
 
Ao fazer ranhuras na zona de alimentação, o atrito entre o polímero e o cilindro 
aumenta, provocando uma elevação significativa da pressão interna da extrusora, desde 
a zona de alimentação até a dosagem. Esta pressão atinge um valor máximo na zona de 
compressão e depois reduz na zona de dosagem, tornando o gradiente de pressão 
negativo. O fato do ser negativo, faz com que o segundo termo da equação da vazão 
(vazão de contra-pressão) se some à vazão de arraste, aumentando a vazão da extrusora. 
 
 
 
 
 
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Plastificação do polímero, zona de compressão: 
 
A segunda zona funcional a uma extrusora é a zona de compressão. Usualmente 
é iniciada após 3 a 5 diâmetros de abertura da alimentação, onde o polímero começa a 
fundir. A transformação de polímero sólido em polímero fundido inicia-se na superfície 
interna do cilindro. Quando a folga (∂f) for totalmente preenchida pela camada de 
polímero fundido a pressão desenvolvida se torna máxima. Em função disso, a camada 
de polímero, ao preencher a folga é empurrada para o canal frontal criando uma poça de 
polímero fundido as custas da deformação do leito solido. Isso ocorre varias vezes e 
quando todo o canal estiver preenchido com polímero fundido inicia-se a zona de 
dosagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Roscas com zona de compressão longa são usadas para processar polímeros 
sensíveis a degradação, através do aquecimento viscoso, seja: devido a sua limitada 
estabilidade térmica, ou devido a sua alta viscosidade. (Ex: PVC, ABS). Roscas por 
compressão, curtas são usadas para processar polímeros de baixa viscosidadeno estado 
fundido. (ex: PA, PMMA) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Zona de dosagem: 
 
Na dosagem, só existe polímero fundido e as equações de vazão podem ser 
aplicadas se a pressão desenvolvida na zona de dosagem for considerada constante, a 
vazão da extrusora a principio só depende do fluxo de arraste. Contudo, isso não é 
verdade, pois existe variações de pressão e vazão pela qual há necessidade de considerar 
o fluxo de contra pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecanismo de fusão do polímero: 
 
Zona de atraso: Uma película de fundido é formada na interface entre o cilindro e o leito 
solido no canal da rosca. Como a folga radial entre o cilindro e o filete da rosca é muito 
pequena, é formada uma película de polímero fundido de espessura menor que a folga. 
 
Zona de Plastificação: Após algumas voltas da rosca a espessura da película aumenta 
alem das dimensões da folga, um perfil de pressão surge na película. Então, o filete 
começa a remover o fundido da superfície do cilindro e o fundido começa a se acumular 
próximo ao filete frontal, formando uma poça fundida então a pressão diminui. A 
combinação da transferência de calor por convecção do polímero solido e líquido 
aumenta a taxa de plastificação. Se a plastificação fosse apenas por transferência de 
calor por condução o tempo de residência seria excessivamente longo. 
 
Roscas com zona de compressão longa: São usadas para processar polímeros sensitivos 
ao aquecimento viscoso, seja por causa da sua limitada estabilidade térmica, ou devido a 
sua alta viscosidade. 
 
Roscas com zona de compressão curtas: São usadas para processar polímeros de baixa 
viscosidade no estado fundido. 
 
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Balanço de massa numa extrusora de rosca simples. 
 
 O polímero entra na zona de alimentação com uma densidade aparente baixa 
(sólido + ar) e a medida que é compactado, ele se transforma num polimero fundido e 
sua densidade atinge um valor máximo na zona de dosagem. Para garantir que a massa 
que entra na zona de alimentação da extrusora é igual a massa na zona de dosagem, a 
capacidade volumétrica do canal ao longo da rosca vai diminuindo em função do 
aumento da densidade do polímero. A massa de polímero transportada ao longo da 
rosca só será mantida constante. Deste modo, se a densidade do polímero aumenta ao 
longo da rosca, a capacidade volumétrica diminui para manter a massa transportada 
constante. 
 
 A vazão da extrusora pode ser escrita como: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
p = numero de filetes ou canais em paralelo 
 velocidade do polímero fundido ao longo do canal 
H = profundidade do canal 
W = largura do canal 
 = viscosidade Newtoniana 
 = gradiente de pressão 
 
16.2 Injetora 
 
O material termoplástico granulado é forçado a altas temperaturas, acima da sua de 
fusão e a pressões a fim de preencher e assumir a forma das cavidades do molde. A 
moldagem por injeção é empregada quando a quantidade de peças termoplásticas a 
serem produzidas é de grande quantidade e é necessária uma boa exatidão dimensional. 
 As vantagens em relação a moldagem por compressão é a ausência de rebarbas 
nas peças moldadas, reduzindo o retrabalho. Na moldagem por compressão o material é 
inserido em forma ainda solida na cavidade do molde, o aquecimento é realizado nas 
regiões periféricas do material, quando dentro do molde, reduzindo a viscosidade do 
polímero que pode vazar pelas frestas do molde e podem surgir rebarbas. 
 
O ciclo da moldagem por injeção: 
1 Plastificação e dosagem do polímero fundido; 
2 A rosca para de girar e avança para injetar o fundido no molde sob pressão; 
3 Preenchimento do molde; 
4 Compressão do polímero no molde; 
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5 Recalque: realizado para corrigir a contração do fundido injetando uma quantidade 
adicional de polímero ao molde; 
6 Resfriamento: com o molde fechado é realizado o resfriamento, essa etapa é a mais 
longa de todo o ciclo de moldagem de injeção e portanto muito significativo na 
produtividade do processo; 
7 Abertura do molde para extração da peça; 
 
OBS: a pressão e o tempo de recalque são importantes para a exatidão dimensional das 
peças moldadas, compensando ou corrigindo a contração do polímero durante o seu 
resfriamento no interior do molde. 
 A pressão, o tempo e a velocidade da injeção afetam a taxa de fluxo do polímero 
 A temperatura do molde afeta a taxa de resfriamento 
 A pressão de recalque e o tempo de recalque afetam a exatidão dimensional dos 
componentes. 
 O tempo do molde fechado afeta a produtividade da maquina 
 A velocidade da rosca e a pressão de retorno da rosca afetam a temperatura do 
fundido, e portanto a sua viscosidade. 
 
 Polímeros termoplásticos são injetados aquente no molde frio, o resfriamento e a 
solidificação ocorrem durante o preenchimento do molde, isso leva a efeitos de 
orientação do polímero. 
 Como o coeficiente de expansão térmicas dos polímeros é muito alto, é 
necessário realizar o empacotamento sob pressão (em contra partida ao encolhimento 
que ocorre no resfriamento) do molde para que as dimensões das peças moldadas e os 
defeitos sejam diminuídos. 
 
Diagrama de moldagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) Curta injeção – pressão é muito baixa, o molde abaixo dessa temperatura esfriam 
antes que a cavidade seja preenchida. 
2) Degradação – temperatura muito alta e o polímero degrada termicamente 
3) Rebarba – pressão da injeção é muito alta 
4) Fusão – O polímero não consegue plastificar totalmente – temperaturas baixas. 
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Tempo Mínimo de ciclo: 
Menor tempo – Máxima o rendimento: a minimização é obtida com uma pressão de 
injeção próxima ao mínimo do diagrama 
Tempo mín.: Tempo de injeção + Tempo de recalque + Tempo do molde fechado 
 
Duração do ciclo de moldagem: 
N = Cp/G (ciclos/hora) 
Cp: capacidade de plastificação; quantidade que a injetora tem capacidade de levar o 
polímero a temperatura de moldagem em 1 hr. (N/h) 
G: peso do material: volume da peça moldada e o peso especifico. 
A duração do ciclo de moldagem é afetada por: 
 Características geométricas da peça 
 Características térmicas do material moldado 
 Características térmicas do molde 
Capacidade de injeção Ci de uma maquina injetora 
É o máximo peso de material que pode ser injetado de uma vez. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
 
TERMOLOGIA 
Oligômero – Polimero de baixa massa molar (<10000) 
 
Homopolímero – Polimero cuja cadeia principal é fornada por um único mero. 
 
Copolímero – Polímero cuja cadeia principal é formada por 2 meros diferentes. 
 
Terpolimero – Polimero em que a cadeia principal é formada por 3 meros diferentes. 
 
Polimerização – Conjunto de reações químicas que provocam a união de pequenas 
moléculas por ligação covalente com a formação de um polímero. 
 
Polimero de Cadeia Carbônica – Polímeros que apresentam somente átomos de carbono 
na cadeia principal. 
 
Polímero de Cadeia Heterogênea – Polimeros que apresentam, alem de carbono, outros 
átomos na cadeia principal. 
 
Cura – Mudança das propriedades físicas de uma resina por reação química, pela ação 
de um catalisador e ou calor e um agente de cura. A cura gera a formação de ligações 
cruzadas entre as cadeias poliméricas. Antes da cura o termofixo é um oligômero, 
apresentando-se como liquido viscoso ou pó. 
 
Vulcanização – Processo que introduz a elasticidade e melhora a resistência mecânica 
de