SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA CURITIBA

ENGENHARIA MECNICA

ENSAIO DE TRAO EM POLIPROPILENO

MARCIO JOSE DA SILVA LUCCAS SITKO DE MIRANDA

JACKSON GRITTEM FAGUNDES RODRIGO SCHRONCK

CURITIBA

2014

MARCIO JOSE DA SILVA LUCCAS SITKO DE MIRANDA

JACKSON GRITTEM FAGUNDES RODRIGO SCHRONCK

ENSAIO DE TRAO EM POLIPROPILENO

Relatrio apresentado para disciplina de Comportamento Mecnico dos Materiais como exigncia para obteno do grau de Bacharelado em ENGENHARIA MECNICA da SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA.

Orientador: ANDRE NOZOMU SADOYAMA

BARRIOS

CURITIBA

2014

RESUMO Neste trabalho vamos estudar o comportamento mecnico de um corpo de prova de Polipropileno com as seguintes dimenses: Largura (12,8 mm), Espessura (3,2 mm), Comprimento (60 mm). Este corpo de prova ser submetido a um esforo axial que tende a along-lo at a ruptura. Este ensaio permite conhecer como os materiais reagem ao esforo de trao, quais os limites de resistncia mecnica que suportam e a partir de que momento se rompe. Palavras-chave: Polipropileno

ABSTRACT In this work we study the mechanical behavior of a specimen of polypropylene with the following dimensions: width (12.8 mm) Thickness (3.2 mm), length (60 mm). This specimen is subjected to an axial force that tends to stretch it to rupture. This assay allows us to know how materials react to tractive effort, which limits the strength of that support and from that moment rupture. Keywords: Polypropylene

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Ilustrao de um corpo de prova submetido a ensaio de trao ................. 8

Figura 2 - Regio Elastica de um Material .................................................................. 9

Figura 3 - Mquina de Ensaio de Trao .................................................................. 10

SUMRIO 1 INTRODUO ......................................................................................................... 6

2 HISTRIA ................................................................................................................ 7

3 POLIPROPILENO .................................................................................................... 8

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ..................................................................... 11

5 RESULTADOS OBTIDOS ...................................................................................... 12

6 CONCLUSO ......................................................................................................... 15

REFERNCIAS ......................................................................................................... 16

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1 INTRODUO

A evoluo tecnolgica tem sido cada vez mais evidente em todos os setores

industriais, com pesquisas de compsitos e nanotecnologia os polmeros vem

ganhando espao nos mais diversos setores.

O ensaio de trao que vamos estudar neste trabalho fundamental para obter

desempenhos satisfatrios em um determinado processo ou material. Os polmeros

surgiram em um momento em que se necessitava cortar custos de produo, alm

de melhorar propriedades mecnicas e fsicas. O material hoje muito popularizado

pelo seu baixo custo, fato este que o torna um material utilizado em basicamente

qualquer rea, seja ela industrial, domstica ou comercial. Alm do custo-benefcio,

alia-se o peso reduzido, a alta resistncia e a possibilidade de obter quase qualquer

forma devido a sua facilidade de trabalho.

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2 HISTRIA

A palavra plstico vem do latim plasticu e exprime a caracterstica dos

materiais quanto maleabilidade. um termo geral que significa capaz de ser

moldado. Tambm vem do grego plastiks e significa dobras de argila. Os

materiais comumente designados como plsticos no tem necessariamente essa

propriedade, mas a exibiram em algum momento de sua fabricao, quando, ento,

foram moldados.

Por volta do ano de 1860, o ingls Alexander Pakers deu incio a estudos com

nitrato de celulosa, uma espcie de resina que mais tarde herdou o nome de

Parkesina. Esse material era utilizado em estado slido e tinha como caracterstica

bsica sua flexibilidade, fcil pintura, resistncia a gua e cor opaca.

J no ano de 1862, Parker apresentou na Exposio internacional de Londres as

primeiras amostras do que viria a ser considerado o antecessor da matria plstica.

No mesmo ano, John Wesle Hyatt participou de um concurso realizado pela

empresa Phelan na Collander, com o objetivo de substituir o marfim da fabricao de

suas bolas de bilhar. Depois de vrias pesquisas, obteve xito no ano de 1870.

Nascia ali a primeira matria plstica artificial, baquelite.

A histria industrial do plstico aqui no Brasil teve expresso a partir de 1949,

quando foi inaugurada a primeira fbrica de poliestireno, a Bakol S.A. em So Paulo.

Logo foi iniciada a produo comercial do poliestireno de alto impacto.

De 1945 em diante o plstico invadiu as casas, foi um fenmeno que no

dependeu de condio social, numa poca em que o ao estava predominante.

A tecnologia dos polmeros sofreu um amadurecimento a partir da dcada de 80,

quando houve uma diminuio no desenvolvimento e nas pesquisas dos avanos j

conquistados. Contudo, podemos observar alguns avanos nesta rea, como:

Polmeros condutores de eletricidade;

Polmeros de cristal lquido;

Reciclagem em grande escala de garrafas PE e PET;

Plsticos de engenharia: poli (ter-imida) e poli (ter-tercetona).

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3 POLIPROPILENO

Polipropileno (PP), tambm conhecido como polipropeno, um polmero

termoplstico usado numa variedade de aplicaes, incluindo embalagens, txteis

(por exemplo, cordas, roupa interior trmica e carpetes), artigos de papelaria, peas

plsticas e recipientes reutilizveis de vrios tipos, equipamento de laboratrio, alto-

falantes, componentes automotivos e notas de banco de polmero. Um polmero de

adio feito do propileno monmero, ele spero e extraordinariamente resistente a

muitos solventes qumicos, bases e cidos. A maior parte do polipropileno comercial

isottico e tem um nvel intermedirio de cristalinidade entre o de politileno de

baixa densidade (LDPE) e politileno de alta densidade (HDPE). Polipropileno

normalmente robusto e flexvel, principalmente quando copolimerizado com etileno.

Isto permite que o politileno seja usado como um plstico de engenharia,

competindo com materiais como ABS. Polipropileno razoavelmente econmico e

pode ser feito translcido quando no colorido, mas no prontamente feito

transparente como poliestireno, acrlico ou certos outros plsticos. muitas vezes

opaco ou colorido usando pigmentos. Polipropileno tem boa resistncia fadiga.

No ensaio de trao o corpo de prova ser submetido a um esforo axial que

tende a along-lo at a ruptura. (Figura 1)

Figura 1 - Ilustrao de um corpo de prova submetido a ensaio de trao Fonte: (LAHR et al., 2007, p.3).

Um material dito ter comportamento elstico se, uma vez removido o esforo,

as dimenses retornam quelas antes da aplicao do mesmo, isto , no h

deformaes permanentes. O trecho 0-L da Figura 2 a regio elstica do material,

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ou seja, o comprimento retorna ao valor L0 se o ensaio for interrompido nessa

regio. A tenso mxima na mesma o limite de elasticidade L do material. Dentro

da regio elstica, no trecho 0P, a tenso proporcional deformao, isto , o

material obedece lei de Hooke.

Figura 2 - Regio Elstica de um Material Fonte: (LAHR et al., 2007, p.4).

A partir do ponto L tem-se o incio da regio plstica ou escoamento do material,

em que as deformaes so permanentes. usual considerar incio ou limite de

escoamento E a tenso que produz uma deformao residual = 0,002 ou 0,2%.

A mquina de trao hidrulica (Figura 3), movida pela presso de leo, e est

ligada a um dinammetro que mede a fora aplicada ao corpo de prova. Os modelos

mais antigos possuem um registrador grfico que vai traando o diagrama de fora e

deformao em papel milimetrado medida que o ensaio realizado. Neste trabalho

utilizamos o mtodo de leitura manual, com isso h um aumento na margem de erro.

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Figura 3 - Mquina de Ensaio de Trao Fonte: (LAHR et al., 2007, p.6).

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4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foi posicionado adequadamente o corpo de prova preso s garras, ajustando

manualmente a altura da barra tracionada, de modo que as garras estivessem

alinhadas e que no houvesse nenhuma fora atuando sobre o corpo de prova.

Utilizando um software para leitura das foras aplicadas no corpo de prova foi

elaborada a tabela manualmente para construo dos grficos para obteno da

curva de fora pelo deslocamento, curva da tenso pela deformao e determinar a

tenso de escoamento.

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5 RESULTADOS OBTIDOS

Tabela de Ensaio Fonte: Autoria prpria.

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Frmulas:

= (L1 - L0) / L0

= F/A

L = L1 - L0

Em que:

= Deformao

= tenso

F(N) = Fora aplicada longitudinalmente ao corpo de prova

A = rea de seco transversal do corpo de prova

L0 = Comprimento inicial do corpo de prova

L1 = Comprimento Final

L = Alongamento do Comprimento

Grafico da curva de Fora F(N) X Deslocamento L (mm) Fonte: Autoria prpria.

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Grfico da curva da Tenso (Pa) X Deformao Fonte: Autoria prpria.

Traando a linha paralela no grfico acima podemos obter a tenso de

escoamento, limite entre as reas elsticas e plstica do material submetido ao

ensaio de trao.

e 1,385

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6 CONCLUSO

Com base nos resultados obtidos, obtivemos o grfico que determina a curva da

Fora(N) pelo deslocamento. Calculamos a Tenso aplicada e Deformao ocorrida

no corpo de prova, obtendo o grfico que determina a curva da Tenso pela

Deformao. Tambm foi obtido a tenso de escoamento, ponto onde h mudana

da regio elstica para a regio plstica.

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REFERNCIAS

LAHR et al. Relatrio de ensaio de trao com materiais polimricos. 2007. 19f. Monografia (Bacharelado em Engenharia Mecnica - Resistencia dos Materiais) - Unicamp, Campinas, 2007. Ensaio de trao e materiais plsticos. Disponvel em: Acesso em: 23 ago. 2014 Entec Polimeros. Disponvel em: Acesso em: 30 ago. 2014 JR Soluces em Engenharia. Disponvel em: Acesso em: 23 ago. 2014