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Ana Filipa Salgado Machado

Estudo do empeno e contrao de peasmoldadas por injeo em compsitos de PPcom pigmentos metlicos

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Universidade do MinhoEscola de Engenharia

novembro de 2013

Tese de MestradoCiclo de Estudos Integrados Conducentes aoGrau de Mestre em Engenharia de Polmeros

Trabalho efetuado sob a orientao doProfessor Doutor Antnio Jos Pontes

Ana Filipa Salgado Machado

Estudo do empeno e contrao de peasmoldadas por injeo em compsitos de PPcom pigmentos metlicos

Universidade do MinhoEscola de Engenharia

Estudo do empeno e da contrao de peas moldadas por injeo em compsitos de PP com pigmentos metlicos

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AGRADECIMENTOS

A execuo deste projeto de dissertao de mestrado no seria possvel sem a ajuda de

vrias pessoas, s quais quero expressar a minha gratido pela ajuda prestada.

minha famlia, amigos e namorado que, partilharam sempre comigo o amor, carinho e

compreenso, um obrigado por sempre acreditarem no meu sucesso.

Ao Professor Doutor Antnio Pontes, orientador do projeto de dissertao de mestrado,

gratifico a informao que partilhou. Agradeo, ainda, a total liberdade em atingir os meus

objetivos a partir de formulao de perguntas, cujas respostas reais e concretas serviram de fio

condutor minha aprendizagem. Por tudo isto, o meu sincero obrigado.

Aos Tcnicos do Departamento de Engenharia de Polmeros, que pela colaborao e

apoio prestados, foram os alicerces fundamentais para a realizao do meu projecto de trabalho.

O meu agradecimento pela transmisso de experincias e de conhecimentos, assim como, pelo

bom ambiente proporcionado, durante este trabalho.

O meu sincero obrigado a todos que, direta ou indiretamente contriburam para a

realizao do meu trabalho.

Estudo do empeno e da contrao de peas moldadas por injeo em compsitos de PP com pigmentos metlicos

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RESUMO

Os recentes avanos tecnolgicos nos materiais polimricos tm conduzido a um

aumento crescente do uso de partculas metlicas nos mesmos em substituio de peas

metlicas. A proliferao desta nova conceo apresenta como principais vantagens a reduo

dos custos de produo por eliminao de operaes de pintura e acabamento ps

processamento e mantm o prestgio da aparncia metlica. Para alm destas vantagens, as

peas plsticas com a incorporao deste tipo de pigmentos apresentam uma reduo do peso

da pea quando comparadas ao metal.

possvel obter o efeito metlico incorporando no polmero pigmentos metlicos. Estes

compsitos podem ser produzidos atravs da moldao por injeo. A combinao de partculas

metlicas com o polmero confere, dependendo do pigmento metlico a utilizar, propriedades

associadas ao metal, fornecendo, deste modo, uma cor metlica apelativa, opacidade,

ductilidade e brilho. O processo de moldao por injeo , no entanto, complexo, uma vez que

frequente o aparecimento de vrios defeitos como a contrao e o empeno das peas

moldadas por injeo. Tais defeitos esto dependentes de variados fatores, entre os quais, as

condies de processamento e as caractersticas morfolgicas do material e dos pigmentos

metlicos. Este trabalho tem como principal objetivo a produo de peas com aparncia

metlica, pelo processo de moldao por injeo, usando dois materias com diferente ndice de

fluidez, reforados com pigmentos metlicos de bronze e de alumnio. Utilizou-se um molde

instrumentado com sensores de presso e de temperatura. Os respectivos sinais foram

monitorizados atravs de um sistema de aquisio de dados.

Prope-se avaliar a influncia das condies de processamento - como a temperatura do

molde e a segunda presso - na contrao e no empeno das peas moldadas. Com efeito,

pretende-se perceber o que acontece s propriedades fsicas dos compsitos.

O uso de partculas de bronze e alumnio confere aspeto metlico dourado e prateado s

peas produzidas em polipropileno. A varivel de processamento que mais influencia a

contrao e o empeno das moldaes a segunda presso de 40 MPa. O aumento da

temperatura do molde no influencia significativamente a contrao das moldaes.

Estudo do empeno e da contrao de peas moldadas por injeo em compsitos de PP com pigmentos metlicos

v

ABSTRACT

Recent technological advances in the polymeric materials have led to an increasing use

of metallic particles in them to replace metal parts. The proliferation of this new conception

presents as main advantages the reduction part weight the reduction of production costs by

removing paint finish and post processing operations and maintains the prestige of metallic

appearance. In addition to these advantages, the plastic parts with the incorporation of this type

of pigments have reduced part weight in comparison to metal.

It is possible get the metallic effect incorporating into the polymer metallic pigments.

These composites can be produced by injection molding. The combination of metallic particles

with the polymer provides, depending on the use of metallic pigment, properties associated with

the metal, providing, therefore, an attractive metallic color, opacity, brightness and ductility. The

injection molding process is, however, complex since the frequent occurrence of various defects

such as shrinkage and warpage of injection molded parts. Such defects are dependent on several

factors, among which, the processing conditions and the morphological characteristics of the

material and metallic pigments. The main purpose of this work is the production of parts with

metallic appearance, by the injection molding process, using two materials with different melt

flow index, reinforced with metallic pigments bronze and aluminum. It has used a mold

instrumented with sensors for pressure and temperature. The respective signals were monitored

by a data acquisition system.

It is proposed assess the influence of processing conditions - such as mold temperature

and the holding pressure - the shrinkage and warpage of molded parts. In fact it is intended to

realize what happens to physical properties of the composites.

The use of bronze and aluminum particles are able to produce gold and silver metallic

looking to the parts produced in polypropylene. The variable of processing that most influences

the shrinkage and warpage of parts is the holding pressure of 40 MPa. The increase of mold

temperature das not significantly affect the shrinkage of parts.

Estudo do empeno e da contrao de peas moldadas por injeo em compsitos de PP com pigmentos metlicos

vii

NDICE

AGRADECIMENTOS ............................................................................................................................ i

RESUMO ......................................................................................................................................... iii

ABSTRACT ....................................................................................................................................... v

NDICE DE FIGURAS ......................................................................................................................... xi

NDICE DE TABELAS ...................................................................................................................... xvii

1. INTRODUO ............................................................................................................................... 1

1.1 Enquadramento .................................................................................................................. 1

1.2 Objetivos e estratgia de trabalho ....................................................................................... 2

2. REVISO BIBLIOGRGICA .............................................................................................................. 5

2.1. Pigmentos metlicos ......................................................................................................... 5

2.1.1. Alumnio ......................................................................................................................... 6

2.1.2. Bronze ........................................................................................................................... 6

2.2. Formas dos pigmentos metlicos nas propriedades ticas.................................................. 6

2.3. Efeito metlico nos plsticos .............................................................................................. 7

2.4. Matriz polimrica - Polipropileno ........................................................................................ 8

2.5. Processamento de polmeros ............................................................................................. 9

2.6 Fatores que influenciam a contrao e empeno na pea ................................................... 10

2.6.1. Condies de processamento ........................................................................................ 12

2.6.1.1. O efeito da temperatura ....................................................