AULA 02 REOLOGIA

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INTRODUÇÃO A REOLOGIA
AULA 02
Professora: Emanuela Santos
		
REOLOGIA
Reologia – do grego RHEO significa fluir e LOGOS ciência;
Conceito - ciência que estuda a deformação e o escoamento dos materiais (1929);
Fundamento - analisar as respostas (deformações ou tensões) de um material provocadas pela aplicação de uma tensão ou uma deformação
Aplicações em fluidos - tintas, vernizes, polímeros (fundidos ou em solução), cerâmicas, alimentos, cosméticos, pastas, óleos, etc..
Para que servem as propriedades reológicas obtidas nos dispositivos? 
• Dimensionar processos industriais 
• Caracterizar diferentes resinas de acordo com seu PM, DPM e ramificações 
• Controle de qualidade 
• Formular equações constitutivas para descrever o comportamento reológico e aplicações em modelagem e simulação de processos de transformação
• Correlacionar com estrutura molecular 
•Avaliar mudanças na morfologia (blendas, etc).
REOLOGIA APLICADA NO PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
Durante o processamento (e/ou pós-processamento) o polímero fundido sofre diferentes tipos de deformação (cisalhamento, elongação) que podem induzir degradação, orientação, tensões internas e defeitos dimensionais nas peças. 
REOLOGIA APLICADA NO PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
TIPOS DE DEFORMAÇÕES
REOLOGIA APLICADA NO PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
Seja um elemento de volume de um fluído, na forma de um cubo e uma força externa aplicada.
 Desenvolver-se-á uma força interna, agindo a partir dessa área, que é denominada tensão (σyx )
Existem dois tipos básicos de tensão que podem ser exercidas sobre qualquer material nesse volume. 
 Tensões normais: agem perpendicularmente à face do cubo.
Tensões de cisalhamento: agem tangencialmente à face do cubo. 
CLASSIFICAÇÃO DOS FLUIDOS
FLUIDOS NEWTONIANOS
FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS
VISCOELÁSTICOS
Viscosidade – uma das propriedades reológicas mais importante no processamento de polímeros fundidos, pois as vazões, quedas de pressão e aumentos de temperatura, dependem dessa propriedade.
A viscosidade é independente da taxa de deformação a que o fluido está submetido. 
 Um fluido newtoniano mostra um único valor de viscosidade, a uma dada temperatura. Exemplos: óleos vegetais, água, soluções açucaradas. 
FLUIDOS NEWTONIANOS
Neste caso, a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional à taxa de deformação. 
 Não se pode falar em termos de viscosidade, porque esta propriedade passaria a variar com a taxa de deformação. 
FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS
Classificação dos fluidos: 
Fluidos Newtonianos: a viscosidade é constante a dada temperatura . 
Fluidos Não Newtonianos: a viscosidade varia com a velocidade a dada temperatura.
Muitos fluídos mostram comportamento de sólido (elasticidade) e de líquido (plasticidade). 
A determinação do comportamento viscoelástico exige equipamentos caros que se usam nos laboratórios de desenvolvimento de produtos. 
FLUIDOS VISCOELÁSTICOS
INCHAMENTO DO EXTRUDADO
INCHAMENTO DO EXTRUDADO
REOLOGIA APLICADA NO PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
A massa molecular de um FLUIDO influi diretamente em sua viscosidade, quando maior for sua massa molecular (maior quantidade de átomos em sua estrutura), maior será sua viscosidade, de forma linear.
 Influência de Fatores Estruturais e Físico-Química
O aumento de ramificações na cadeia polimérica diminui as forças de interação intermoleculares isto faz com que as cadeias fiquem mais soltas entre si, ou seja, diminui sua viscosidade. 
Então pode-se afirmar que polímeros com cadeias ramificadas, possuem uma viscosidade menor. 
A diminuição da viscosidade através do aumento da ramificação acontece enquanto estas ramificações não ultrapassarem um limite. Alguns casos a ramificação pode aumentar a viscosidade, porém devem ser satisfeitas duas características: os ramos devem ser longos o bastante para conseguir gerar uma força intermolecular e que a estrutura da cadeia possibilite que estes ramos entrem e gerem uma força de atração entre as moléculas.
Influência da temperatura (T) na viscosidade:
Fluxo ocorre como resultado do deslizamento entre as cadeias. Isto pode depender da mobilidade das cadeias e das forças que mantém os emaranhados juntos. Um aumento na temperatura pode aumentar a mobilidade e reduzir a viscosidade.
COMO MEDIR AS PROPRIEDADES REOLÓGICAS
Plastômetro: Muito utilizado na indústria, porém determina apenas um ponto particular da curva de fluxo, não serve para determinara função viscosidade.