Ensaios Mecânicos de Polímeros

1. Ensaios Mecânicos de Polímeros Técnicas de Caracterização de Polímeros

2. Propriedades mecânicas • Essenciais para determinar se um material é adequado ou não para ser usado numa peça ou produto • Valores de propriedades mecânicas (módulo de elasticidade, tenacidade, etc.) podem servir de parâmetros para escolha e comparação entre diferentes materiais • Esses valores são obtidos por meio de ensaios padronizados

3. Propriedades mecânicas dos polímeros • Em geral são inferiores às dos materiais metálicos e cerâmicos, por exemplo • Em polímeros essas propriedades são resultados de interações relativamente fracas entre as cadeias no material sólido • Estão entre essas interações aquelas de Van der Walls, ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo, etc. • Nos metais temos as ligações metálicas e nas cerâmicas ligações iônicas (todas essas mais fortes)

4. Curva tensão x deformação: comportamento de polímeros nos ensaios mecânicos • Nessa curva, feita em máquinas universais de ensaios, a tensão no material é registrada com o aumento da deformação aplicada • Analisando essas curvas os polímeros podem ser divididos em 5 classes: • Elevado módulo de elasticidade e baixa elongação na ruptura (podem ou não escoar) • Elevado módulo de elasticidade, tensão de escoamento, tensão de ruptura e moderada elongação na ruptura • Elevado módulo elástico, tensão no escoamento, elongação na ruptura e resistância máxima à tração • Baixo módulo de elasticidade, baixa tensão de escoamento, elevada elongação e tensão no ponto de ruptura • Baixo módulo de elasticidade e tensão no escoamento, elongação no ponto de ruptura de baixa a moderada.

5. Comportamento geral de polímeros em ensaios mecânicos • Elevado módulo de elasticidade e baixa elongação na ruptura (podem ou não escoar) • Elevado módulo de elasticidade, tensão de escoamento, tensão de ruptura e moderada elongação na ruptura • Elevado módulo elástico, tensão no escoamento, elongação na ruptura e resistância máxima à tração • Baixo módulo de elasticidade, baixa tensão de escoamento, elevada elongação e tensão no ponto de ruptura • Baixo módulo de elasticidade e tensão no escoamento, elongação no ponto de ruptura de baixa a moderada.

6. Influência da temperatura e da velocidade do ensaio

7. Comportamento Deformacional • Fluxo viscoso • Deformação permanente • Elasticidade da borracha • Deformações permanentes são impedidas pela presença de uma rede de ligações cruzadas • Viscoelasticidade • Deformações parcialmente reversíveis • Elasticidade hookeana • Resposta reversível

8. Tipos de Ensaios • Tração • Flexão • Compressão

9. Ensaio de Tração, principais parâmetros

10. Exemplos de Ensaios Mecânicos em Polímeros – PEAD e PEBD

11. PS puro e HIPS

12. Nylon 6,6 reforçado com fibra de vidro

13. Diferença entre tração e compressão: PS

14. Resistência ao impacto • Maneira de determinar a tenacidade em solicitações rápidas (impacto) • Ensaios padronizados, porém os valores variam muito, pois dependem de outros fatores além da composição química do material