2.2 propriedades dos polímeros 2.2.1 comportamento tensão x deformação a = polímeros frágeis b...
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2.2 Propriedades dos polímeros2.2 Propriedades dos polímeros
2.2.1 Comportamento tensão x deformação2.2.1 Comportamento tensão x deformação
A = polímeros frágeisA = polímeros frágeis
B = polímeros plásticosB = polímeros plásticos
C = polímeros elásticosC = polímeros elásticos(borrachas ou elastômeros)(borrachas ou elastômeros)
Metais Polímeros
E 50-400 GPa 0,007 a 4 GPa
LRT 4000 MPa 100 MPa
MaterialMaterial E (GPa)E (GPa) esc esc (MPa) LRT (MPa)LRT (MPa) (%)(%)
PEBDPEBD 0,230,23 11,511,5 20,020,0 100-650100-650
PEADPEAD 1,071,07 28,128,1 26,0 26,0 10-120010-1200
PVCPVC 3,403,40 42,042,0 45,045,0 40-8040-80
PTFEPTFE 0,480,48 -- 27,027,0 200-400200-400
PPPP 1,341,34 34,034,0 36,036,0 100-600100-600
PSPS 2,782,78 -- 44,044,0 1,2-2,51,2-2,5
PMMAPMMA 2,742,74 64,064,0 60,060,0 2,0-5,52,0-5,5
BaqueliteBaquelite 3,83,8 -- 48,048,0 1,5-2,01,5-2,0
Nailon 6.6Nailon 6.6 2,82,8 62,062,0 84,084,0 15-30015-300
PETPET 3,53,5 59,359,3 60,060,0 30-30030-300
PCPC 2,382,38 62,162,1 68,068,0 110-150110-150
Influência da temperatura / taxa de deformaçãoInfluência da temperatura / taxa de deformação
Deformação elástica de polímeros semicristalinosDeformação elástica de polímeros semicristalinos
As tensões de tração provocam As tensões de tração provocam alongamento das moléculas da cadeia, através de alongamento das moléculas da cadeia, através de dobras e estiramentos das ligações covalentesdobras e estiramentos das ligações covalentes deslocamentos entre moléculas adjacentesdeslocamentos entre moléculas adjacentes
Estágios da deformação plástica de um polímero semicristalinoEstágios da deformação plástica de um polímero semicristalino
Deformação macroscópicaDeformação macroscópica
Aumento da resistência mecânica localizado (região do “pescoço”) devido à orientação das cadeias moleculares (alinhamento dos eixos das cadeias paralelamente à direção de alongamento).
Fatores que influenciam as propriedades Fatores que influenciam as propriedades mecânicas dos polímerosmecânicas dos polímeros
o aumento da o aumento da temperatura temperatura e da e da taxa de taxa de deformação: deformação: diminuem diminuem EE e e LRTLRT e melhoram a ductilidade; e melhoram a ductilidade; aumento do aumento do peso molecular:peso molecular:
aumenta o aumenta o LRTLRT;; aumento do aumento do grau de cristalinidadegrau de cristalinidade::provoca um aumento do provoca um aumento do E E ee,, geralmente, geralmente, aumento do aumento do LRTLRT e diminuição da ductilidade e diminuição da ductilidade (torna-se mais frágil)(torna-se mais frágil)
pré-deformação (estiramento):pré-deformação (estiramento):polímero semicristalinopolímero semicristalino: o estiramento aumenta : o estiramento aumenta EE e e LRTLRT na direção da orientação, mas diminui na direção da orientação, mas diminui EE e e LRTLRT nas outras direções.nas outras direções.polímero amorfopolímero amorfo estirado em temperatura elevada estirado em temperatura elevada mantém estrutura orientada no resfr. rápido até Tmantém estrutura orientada no resfr. rápido até Tambamb
Tratamento térmicoTratamento térmico:: o recozimento aumenta o recozimento aumenta EE e e esc esc e diminui a ductilidadee diminui a ductilidade
Temperaturas de fusão (TTemperaturas de fusão (Tff) e de transição vítrea (T) e de transição vítrea (Tvv))
Aquecimento do polímero amorfo
acima da TTvv: o polímero passa de : o polímero passa de
um estado rígido para um estado um estado rígido para um estado
de borracha.de borracha.
O QUE AUMENTA A TTvv ,T ,Tff ::
1)1) Grupos laterais na cadeiaGrupos laterais na cadeia
2)2) Grupos laterais polaresGrupos laterais polares
3)3) Ligações duplas na cadeiaLigações duplas na cadeia
4)4) Maior peso molecularMaior peso molecular
CONFORMAÇÃO SOB PRESSÃO:
Termoplásticos amorfos: TTvv
Termoplásticos semicristalinos: Termoplásticos semicristalinos: T Tff
MaterialMaterial TTvv ( (ooC)C) TTff ( (ooC)C)
PEBDPEBD - 110- 110 115115
PTFEPTFE - 97- 97 327327
PEADPEAD - 90- 90 137137
PPPP - 18- 18 175175
Náilon 6.6Náilon 6.6 5757 265265
PETPET 6969 265265
PVCPVC 8787 212212
PSPS 100100 240240
PCPC 150150 265265
Polímeros termoplásticosPolímeros termoplásticos::São aqueles que amolecem quando são aquecidos e São aqueles que amolecem quando são aquecidos e endurecem quando são resfriadosendurecem quando são resfriados(são os plásticos recicláveis) (são os plásticos recicláveis) ex. polímeros lineares e ramificados (ABS, PC, PEAD, ex. polímeros lineares e ramificados (ABS, PC, PEAD, PEBD, PS, PVC, PP, Náilons, PTFE, PMMA)PEBD, PS, PVC, PP, Náilons, PTFE, PMMA)
Polímeros termofixos (termoestáveis):Polímeros termofixos (termoestáveis):São aqueles que se tornam permanentemente duros São aqueles que se tornam permanentemente duros quando submetidos à aplicação de calor e não quando submetidos à aplicação de calor e não amolecem quando reaquecidos (não são recicláveis)amolecem quando reaquecidos (não são recicláveis)No aquecimento inicial formam-se ligações cruzadas No aquecimento inicial formam-se ligações cruzadas covalentes (intermoleculares) covalentes (intermoleculares) ex. polímeros com ligações cruzadas e em rede ex. polímeros com ligações cruzadas e em rede (Borrachas vulcanizadas, epóxis, resinas fenólicas)(Borrachas vulcanizadas, epóxis, resinas fenólicas)
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