HDT E VICAT Giselly

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COLÉGIO TÉCNICO DE CAMPINAS – COTUCA
CURSO TÉCNICO EM PLÁSTICO
 
 
 
 
 
RESISTÊNCIA TERMICA 
HDT E VICAT
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 Campinas-SP 
2017 
 
 
 
 gisellybritoh@gmail.com
Giselly Cristina Da Silva Brito.  
RA:16463
 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado ao Curso  
Técnico em Plástico do Colégio Técnico  
de Campinas (Cotuca – Unicamp),  
como requisito parcial para obtenção do 
grau de técnico em plástico. 
  
Orientador: Prof. José Decarli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Objetivo  
 
O objetivo do HDT (Heat Deflection Temperature) é Medir e comparar os resultados de resistência a flexão sob Temperatura de diferentes polímeros com ou sem adição de carga para avaliar seu desempenho.
 O Vicat determina a temperatura de amolecimento do material e é o teste de dureza “em temperatura elevada” e seu objetivo também é medir e comparar os resultados de diferentes polímeros com ou sem carga, para avaliar qual possui melhores resultados e desempenho. 
Introdução 
Em muitas áreas de aplicações de plástico aumentam os requisitos de resistência térmica, um importante valor para a resistência térmica dos plásticos é a temperatura de deflexão térmica, Em ambos os procedimentos, um banho de óleo é aquecido a uma taxa de aquecimento definida e a temperatura é registrada através da deflexão e profundidade de penetração definidas na norma.
Temperatura de distorção de acordo com ISO 75 e ASTM D648 (HDT: Deflexão de calor / temperatura de distorção)
Temperatura de amolecimento Vicat conforme ISO 306 e ASTM D 1525(VST: Temperatura de amolecimento de Vicat)
Temperatura de Deflexão Térmica (HDT)
O ensaio de HDT consiste em submeter o corpo de prova a um esforço de flexão sob 3 pontos e aumento de temperatura sob uma taxa de aquecimento constante. O HDT é utilizado como complemento para avaliar a temperatura máxima de trabalho de um material, acima da qual ele não desempenhará mais suas funções para as quais foi projetado. O ensaio de flexão é descrito pelo método ASTM D648 no qual se determinam as temperaturas em que a deflexão atinge um valor específico. Nesse ensaio o material em estudo é submetido uma carga, a qual é obtida em função do valor das dimensões do corpo de prova. O teste de HDT acontece da seguinte maneira, temperatura de deflexão ou calor, sob carga, ou temperatura de distorção a o calor, a qual é a temperatura na qual o material começa a tornar-se viscoso - me de o efeito da temperatura sob uma tensão aplicada em uma área definida e a temperatura é então conduzida a uma taxa constante. Quando o corpo de prova atinge uma deflexão de 0,25mm, é registrada a temperatura de deflexão térmica. A amostra a ser ensaiada é aquecida num banho de óleo de silicone a Temperatura de distorção térmica HDT Durante o aquecimento a 2 oC/min, uma barra de seção retangular de espessura de 13 mm, deforma 0,25 mm como esta temperatura depende naturalmente da carga aplicada, da dimensão da amostra, da taxa de aquecimento e do desvio determinado, a temperatura de deflexão térmica representa um valor que pode, por exemplo, ser usado para comparar diferentes materiais entre si. A medição da temperatura de deflexão de plásticos sob temperaturas pode ser afetada por tensões materiais internas.o teste pode ser feito sob carga de 0,45 MPa ou 1,82 Mpa, Portanto, deve-se calcular a massa (Kg) que será colocada sobre o cp para causar uma força (N) que vai gerar uma carga de 0,45 ou 1,82 (MPa). O ensaio de temperatura de deflexão térmica é de fundamental importância em polímeros, pois pode -se determinar um a temperatura máxima de trabalho para um dado polímero, acima da qual o mesmo possivelmente não conseguirá desempenhar as suas funções para a qual foi projetado.
Para calcular o HDT usa ser a seguinte formula:
 
Onde:
S=1,82Mpa ou 0,45MPa
L= largura 
D= distancia 
Temperatura de Amolecimento Vicat
A temperatura de amolecimento Vicat é a determinação do ponto de amolecimento do material quando uma agulha de ponta plana penetra 1,0mm de profundidade em um corpo de prova, com uma carga e taxa de aquecimento controladas. Termoplásticos não têm um ponto de fusão definido, que marca precisamente a transição do estado sólido para o fluido. É mais comum quando submetidos a um amolecimento lento quando a temperatura aumenta, então a Temperatura de Amolecimento Vicat foi, portanto, inserida na tecnologia de medição como um valor substituto para o ponto de fusão. Ela descreve a temperatura a que o indentador circular com uma seção transversal de 1 mm² penetra exatamente 1 mm em um espécime sob uma carga padronizada de 10 N ou 50 N. A temperatura de amolecimento Vicat é padronizada pela ISO 306 e ASTM D 1525. A temperatura máxima de uso de uma peça plástica é determinada pela sua temperatura de amolecimento Polímeros amorfos ou com baixa cristalinidade: abaixo da Tg Polímeros semi-cristalinos: abaixo da Tm Temperatura de amolecimento VICAT Durante o aquecimento a uma taxa constante, uma agulha de ponta plana com 1 mm2 de área penetra 1 mm na amostra. Na ISO 306 há uma distinção entre 2 métodos e 2 taxas diferentes de aquecimento, resultando em 4 métodos de ensaio diferentes:
Método A = 10 N de carga e taxa de aquecimento de 50 K/h
Método A = 10 N de carga e taxa de aquecimento de 120 K/h
Método B = 50 N de carga e taxa de aquecimento de 50 K/h (método preferido para comparação de ensaios ISO 10350-1)
Método B = 50 N de carga e taxa de aquecimento de 120 K/h
Vicat Dry e o "método seco"
Classicamente o óleo é usado como um meio de transferência de calor. Como alternativa, há o "método seco" de transferência de calor por aquecimento de blocos. Para este método, oferecemos uma versão especial do Vicat Dry. (http://www.zwick.net.br/br/produtos/equipamentos-de-ensaio-para-indice-de-fluidez-e-hdtvicat/hdt-vicat.html ) 
Procedimento experimental 
HDT
Procedimento de ensaio
Primeiramente precisamos medir e corta os corpos de provas, tanto para o vicat e o HDT.
Setar a máquina e colocara a carga de acordo com a normas, tanto para o vicat e o HDT.
Para o ensaio é inserida uma amostra em um dispositivo de dobra de 3 pontos e carregada com o peso de ensaio, necessário para alcançar a flexão estabelecida na norma.
Em seguida, a temperatura do banho de óleo é reforçada com uma taxa de aquecimento constante.
A temperatura será determinada quando a amostra atingir a deflexão indicada na norma.
VICAT
Procedimento de ensaio
O indentador é colocado sobre a amostra de plástico e carregado com um peso de ensaio definido.
Em seguida, a amostra é aquecida a uma taxa fixa de aquecimento.
O VST é determinado quando a agulha atinge uma profundidade de 1 mm.
RESULTADOS
Tabelas 
HDT
	cp
	Nylon 6 (0,45MPA)
	Nylon 6,6 (0,45MPA)
	Nylon 6 25%GF (1,82MPA)
	Nylon 6 30%GF (1,82MPA)
	Nylon 6 30%EF (1,82MPA)
	1
	175
	195
	195
	220
	150
	2
	173
	196
	198
	219
	152
	3
	177
	194
	195
	220
	153
	4
	176
	199
	196
	218
	150
	5
	175
	198
	199
	217
	149
X= 175,2 X= 196,4 X= 196,6 X= 218,8 X=150,8
 GF: Glass fiber
EF: Esfera de Vidro
VICAT
	
	Vicat 1 kg
	cp
	PP homo 
	PP Copo
	PP homo 10% Talco
	PP homo20% talco
	PP homo20% FV
	1
	110
	106
	120
	125
	130
	2
	109
	104
	123
	124
	132
	3
	111
	104,5
	121
	125
	130
	4
	109
	104
	120
	126
	131
	5
	105
	105
	118
	125
	132
X= 108,8 X=104,7 X= 120,4 X= 125 X=131
Discursão dos resultados
HDT
Nylon 6 é a mesma coisa que Poliamida 6. O monômero para obter nylon6 é a caprolactama cujas excelentes propriedades mecânicas, elétricas e térmicas permitem as mais variadas aplicações, nos mais diversos ramos da indústria mecânica, elétrica e químicas, já o  nylon 6,6 a produção é baseado em reações de poli-condensação entre o ácido adípico e o hexametilenodiamina a PA6,6 É tratada termicamente o que permite uma estrutura cristalina uniforme e livre de tensões internas. Nylon 6.6tem um ponto de fusão de 250°C e também é mais rígido que o nylon 6, e o naylon6 é mais flexível e não resiste a temperaturas de trabalho muito altas e  possui um ponto de fusão de 220°C, (Mas de outo lado é mais seco, menos tenaz, fazendo com que se torne menos resistente ao impacto) e consequentemente o nylon 6.6 tem uma resistência térmica a deflexão maior que o nylon 6, pois seu ponto de fusão é mais alto, mais cristalino consequentemente mais rígido, e sua própria cadeia justifica por ter uma cadeia carbônica maior que a do PA 6.
Nylon6 X nylon25%FV X30%FV
O nylon 6 tem excelentes propriedades e um ponto de fusão de 220°C como já dito acima, mais quando misturado com FV as propriedades pode aumentar, a fibra de vidro vai contribuir para elevar as propriedades mecânicas e melhorar a resistência à temperatura de deflexão térmica, e isso podemos notar claramente nos resultado do HDT onde nylon 6 tem seu resultado de 175,2 e quando adicionado a FV os resultados dão um salto
Naylon6 25%FV=196,4 e nylon6 30%FV =218,8 ou seja Quanto mais FV mais resistência térmica a deflexão o nylon vai ficar, portanto comparando os três, o que possui melhor HDT é nylon6 30%FV depois PA6 25%FV e PA6.
Nylon6 30% X nylon 30% micro esfera de FV 
Quando adicionado micro esfera de vidro o resultado cai bastante comparado com o nylon6 30% FV, porque ela (EF) é uma carga particulada e favorece outras propriedades, e sua presença na composição do reforço, facilita a moldagem e proporciona um melhor acabamento superficial da peça, a modo grosseiro ela não ajuda tanto no HDT( é possível notar claramente isso nos resultados) como a FV ajuda pois, ela da mais resistência porque é fibra.
VICAT
PP HOMO X PP COPO
O polipropileno é cristalino ,e é obtido a partir da polimerização de propileno e pertence ao grupo de poliolefinas, e o PP  oferece um bom equilíbrio de propriedades térmicas, químicas e elétricas acompanhada de resistência moderada. Em termos de resistência térmica o PP HOMO é pouco melhor que o PP COPO, pois, Tem uma elevada rigidez e a resistência à temperatura mais elevada, entre os plásticos de uso comum, permitindo aplicações em contínuo com temperaturas acima dos 100 ºC, como todos os plásticos semi-cristalinos, mas a sua principal limitação é a baixa resistência ao impacto ou seja o homopolímero PP possui maior rigidez(é mais cristalino que o PPcopo) consequentemente seu vicat vai ser maior do que o do PP copo.
PP10% TALCO X PP20%TALCO
Assim que adicionado carga mineral (talco) o PP melhora altamente suas propriedades mecânicas e estéticas e também sua resistência térmica, que podemos perceber claramente olhando o resultado pois, além de possuir talco o PP é Homopolímero e possui uma boa rigidez, por isso os resultados térmicos deram um” salto”, o PPhomo com 20% de talco tem melhor resistência térmica(vicat) do que PPhomo10%de talco, porque possui uma quantidade maior de talco.
PPhomo10% TALCO X PPhomo20%FV
O PP homo com 20% FV ganha essa “disputa” pois fibra reforça mais que as partículas do talco. A FV de resultará em um melhores resultados, e vai dar um aumento significativo na alta rigidez e resistência mecânicas, inclusive a temperaturas elevadas, o que o torna um polímero de engenharia, por esse motivo PPhomo com 20%FV tem a melhor resistência térmica(vicat) de todos os corpos de prova testado.
Referências bibliográficas
https://www.passeidireto.com/arquivo/5406190/relatorio-14---propriedades-termicas-dos-polimeros
http://afinkopolimeros.com.br/servicos/ensaios-laboratoriais/ensaios-termicos/
http://www.zwick.net.br/br/produtos/equipamentos-de-ensaio-para-indice-de-fluidez-e-hdtvicat/hdt-vicat.html
http://www.tudosobreplasticos.com/materiais/poliamidas.asp
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA__0AI/polimeros-pa-com-fibra-vidro
http://www.plastfera.com/produtos/materia-prima/poliamida-pa-/
http://www.tudosobreplasticos.com/materiais/poliamidas.asp
http://www.resinex.pt/produtos/technyl.html
http://www.plastecno.com.br/produtos/nylon-poliamidas/nylon-6-66technyl.html
http://polibalbino.com.br/produtos/poliamida/
http://www.softergroup.com/pt/tecnoprene_ppgf
http://www.resinex.pt/tipos-de-polimeros/pp.html
http://www.tudosobreplasticos.com/materiais/polipropileno.asp
http://www.poliversal.pt/pt/landing-pages/tipos-de-plasticos/pp---polipropileno-36.html
http://www.replas.com.br/produtos