Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas


Comportamento Mecânico de Polímeros: Tensão-deformação e Viscoelasticidade, Notas de aula de Materiais

Informações sobre o comportamento mecânico de polímeros, com ênfase na tensão-deformação e na viscoelasticidade. O texto aborda as propriedades mecânicas dos polímeros, as influências da temperatura e da deformação viscoelástica. Além disso, são discutidas as curvas de deformação em diferentes temperaturas, a fibração e a fratura de polímeros, e as temperaturas de fusão e de transição vítrea.

Tipologia: Notas de aula

2020

Compartilhado em 01/09/2020

jessica-silva-clf
jessica-silva-clf 🇧🇷

1 documento

1 / 5

Toggle sidebar

Esta página não é visível na pré-visualização

Não perca as partes importantes!

bg1
COMPORTAMENTO MECÂNICO
COMPORTAMENTO MECÂNICO SÃO MUITOS DOS QUE SÃO
UTILZADOS ASSEMELHAM AOS PARAMETROS DOS METAIS
PARA ISSO É REALIZADO ENSAIOS DE TENSÃO-DEFORMAÇÃO PARA
OBTER OS PARÂMETROS COMO.
OS POLÍMEROS SÃO ALTAMENTE SENSÍVEIS A ESSES FATORES
AS TÉCNICAS DE REALIZAÇÃO DOS ENSAIO DOS CORPOS DE PROVA
PRECISAM DE MODIFICAÇÕES, EM COMPARAÇÃO COM OS METAIS,
PRINCIPALMENTE PARA OS MATERIAIS ALTAMENTE ELÁSTICOS
COMO AS BORRACHAS.
TENSÃO-DEFORMAÇÃO
A: FRATURANDO QUANDO SE DEFORMA PLASTICAMENTE
B: COMPORTAMENTO SE ASSEMELHA AO DOS METAIS,
DEFORMAÇÃO INICIAL ELÁSTICA, SEGUIDA POR ESCOAMENTO E
UMA REGIÃO DE DEFORMAÇÃO PLÁTICA
C:ESSA ELASTICIDADE TÍPICA DA BORRACHA, SOB BAIXOS NÍVEIS
DE TENSÃO TEM SUAS DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS
(ELASTÔMEROS)
PORCENTAGEM DO ALONGAMENTO SÃO DETERMINADOS DA
MESMA MANEIRA QUE OS METAIS.
A SEGUIR
NO CASO DOS POLÍMEROS PLÁSTICOS O LIMITE DE ESCOAMENTO É
O VALOR MÁXIMO NA CURVA (limite de escoamento/limite de resistência
à tração)
A TENSÃO DE PONTO MÁXIMO DE ESCOAMENTO (
σ
1
); (LRT)
CORRESPONDE À TENSÃO NA QUAL OCORRE A FRATURA. ESSE
VALOR PODE SER MAIOR OU MENOR QUE (
σ1¿
. LRT É DADA A
RESISTÊNCIA DOS POLÍMEROS PLÁSTICOS.
A TABELA A SEGUIR MOSTRA AS PROPRIEDADES MECÂNICAS
VÁRIOS MATERIAIS POLIMÉRICOS.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
O MÓDULO DOS POLÍMEROS ALTAMENTE ELÁTICO PODE SER TÃO
BAIXO (7 MPa), MAS PODE SER MUITO ELEVADO (4 GPa) PARA OS
POLÍMEROS MUITO RÍGIDOS. ENQUANTO, DOS METAIS SÃO MUITO
MAIORES E VARIAM ENTRE 48-410 (GPa).
LRT DOS POLÍMEROS SÃO NA ORDEM DE 100 (MPa) ENQUANTO NOS
METAIS SÃO DE 4100 (MPa). MAS EM RELAÇÃO A ALONGAMENTO
PLÁSTICO NOS METAIS CHEGAM PRÓXIMOS DOS 100% OS
POLÍMEROS SÃO SUPERIORES A 1000%.
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA
pf3
pf4
pf5

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Comportamento Mecânico de Polímeros: Tensão-deformação e Viscoelasticidade e outras Notas de aula em PDF para Materiais, somente na Docsity!

COMPORTAMENTO MECÂNICO

 COMPORTAMENTO MECÂNICO SÃO MUITOS DOS QUE SÃO

UTILZADOS ASSEMELHAM AOS PARAMETROS DOS METAIS

 PARA ISSO É REALIZADO ENSAIOS DE TENSÃO-DEFORMAÇÃO PARA

OBTER OS PARÂMETROS COMO.

 OS POLÍMEROS SÃO ALTAMENTE SENSÍVEIS A ESSES FATORES

 AS TÉCNICAS DE REALIZAÇÃO DOS ENSAIO DOS CORPOS DE PROVA

PRECISAM DE MODIFICAÇÕES, EM COMPARAÇÃO COM OS METAIS,

PRINCIPALMENTE PARA OS MATERIAIS ALTAMENTE ELÁSTICOS

COMO AS BORRACHAS.

TENSÃO-DEFORMAÇÃO

 A: FRATURANDO QUANDO SE DEFORMA PLASTICAMENTE

 B: COMPORTAMENTO SE ASSEMELHA AO DOS METAIS,

DEFORMAÇÃO INICIAL ELÁSTICA, SEGUIDA POR ESCOAMENTO E

UMA REGIÃO DE DEFORMAÇÃO PLÁTICA

 C:ESSA ELASTICIDADE TÍPICA DA BORRACHA, SOB BAIXOS NÍVEIS

DE TENSÃO TEM SUAS DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS

(ELASTÔMEROS)

 PORCENTAGEM DO ALONGAMENTO SÃO DETERMINADOS DA

MESMA MANEIRA QUE OS METAIS.

A SEGUIR

 NO CASO DOS POLÍMEROS PLÁSTICOS O LIMITE DE ESCOAMENTO É

O VALOR MÁXIMO NA CURVA (limite de escoamento/limite de resistência

à tração)

 A TENSÃO DE PONTO MÁXIMO DE ESCOAMENTO (

σ

1

); (LRT)

CORRESPONDE À TENSÃO NA QUAL OCORRE A FRATURA. ESSE

VALOR PODE SER MAIOR OU MENOR QUE (

σ

1

. LRT É DADA A

RESISTÊNCIA DOS POLÍMEROS PLÁSTICOS.

 A TABELA A SEGUIR MOSTRA AS PROPRIEDADES MECÂNICAS

VÁRIOS MATERIAIS POLIMÉRICOS.

PROPRIEDADES MECÂNICAS

 O MÓDULO DOS POLÍMEROS ALTAMENTE ELÁTICO PODE SER TÃO

BAIXO (7 MPa), MAS PODE SER MUITO ELEVADO (4 GPa) PARA OS

POLÍMEROS MUITO RÍGIDOS. ENQUANTO, DOS METAIS SÃO MUITO

MAIORES E VARIAM ENTRE 48-410 (GPa).

 LRT DOS POLÍMEROS SÃO NA ORDEM DE 100 (MPa) ENQUANTO NOS

METAIS SÃO DE 4100 (MPa). MAS EM RELAÇÃO A ALONGAMENTO

PLÁSTICO NOS METAIS CHEGAM PRÓXIMOS DOS 100% OS

POLÍMEROS SÃO SUPERIORES A 1000%.

INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA

 PRORIEDADES MECÂICAS POLÍMEROS SÃO MAIS SENSÍVEIS A

MUDANÇAS DE TEMPERATURA.

 FRÁGIL: HÁ UMA DEFORMAÇÃO PLÁSTICA CONSIDERÁVEL

DEFORMAÇÃO MACROSCÓPICA

 TODA A DEFORMAÇÃO SUBSEQUENTE FICA CONFINADA NESSA

REGIÃO DO PESCOÇO.

DEFORMAÇÃO VISCOELÁSTICA

 A TEMPERATURA TEM GRANDE INFLUÊNCIA NO

COMPORTAMENTO DOS POLÍMEROS.

 (A)-(B): A DEFORMAÇÃO ELÁSTICA É INSTATÂNEA, TENSÃO TOTAL

OCORRE ASSIM QUE A TENSÃO É APLICADA, NÃO DEPENDENDO DO

TEMPO. ASSIM QUE A CARGA É LIBERDA A AMOSTRA RETORNA AO

ESTADO ORIGINAL. SENDO ELÁSTICO O COMPORTAMENTO DA

DEFORMAÇÃO É OBTIDO PELA LEI DE HOOKE

 (C):VISCOSO A DEFORMAÇÃO NÃO É INSTATÂNEA, É RETARDADA

DEPENDENDO DO TEMPO. NESTES CASO, A DEFORMAÇÃO NÃO É

REVERSÍVEL, NÃO COMPLETAMENTE RECUPERADA. (ALTA

TEMPERATURA). COMPORTAMENTO DE UM LIQUIDO VISCOSO EM

TEMPERATURA MAIS ALTAS.

 (D):VISCOELÁSTICO (VISCOELASTICIDADE) DEFORMAÇÃO

ELÁSTICA É INSTATÂNEA SEGUIDA POR UM DEFORMAÇÃO

VISCOSA, DEPENDENDO DO TEMPO. EM TEMPERATURAS

INTERMEDIÁRIAS CARACTERISTICAS DE UMA BORRACHA.

MÓDULO DE RELAXAÇÃO VISCOELÁSTICO

 COMPORTAMENTO VISCOELASTICO DOS POLÍMEROS

A SEGUIR:

 ESTÃO INCLUÍDAS AS CURVAS GERADAS EM VÁRIAS

TEMPERATURAS.

 AS CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS NESTE GRÁFICO SÃO QUE A

MAGNITUDE DE E,(T) DIMINUI COM O TEMPO

(CORRESPONDENDO A UM DECAIMENTO NA TENSÃO). AS

CURVAS DESLOCAM-SE PARA MENORES VALORES DE E,(T) COM

O AUMENTO DA TEMPERATURA.

POLIESTIRENO AMORFO

 NAS TEMPERATURAS MAIS BAIXAS, NA REGIÃO VITREA,

MATERIAL RÍGIDO E FRÁGIL COM VALOR DE MÓDULO DE

ELASTICIDADE. MOSTRADA (B). AS CADEIAS MOLECULARES

ESTÃO CONGELADAS EM SUAS POSIÇÕES.

AUMENTE A TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO VÍTREA. É POR ISSO,

QUE OBSERVAMOS QUE T MAIS ALTAS TORNA MAIS DÚCTIL E

TEMPERATURAS MAIS BAIXAS TORNAM OS POLÍMEROS FRÁGEIS.

DEFORMAÇÃO DE POLÍMEROS SEMICRISTALINOS

 DEFORMAÇÃO ELÁSTICA: OCORRE EM TENSÕES BAIXAS. SE DÁ NO

ALONGAMENTO DAS MÓLECULAS DAS CADEIAS NAS REGIÕES

AMORFAS NA DIREÇÃO DA TENSÃO APLICADA. CONTINUA

ESTENDENDO NAS REGIÕES AMORFAS. JÁ QUE OS POLÍMEROS

SEMICRISTALINOS SÃO FORMADOS POR ESSAS REGIÕES.

A SEGUIR:

 DEFORMAÇÃO PLÁSTICA: ESTÁGIO 3 ONDE AS CADEIAS DESLIZAM

UMAS EM RELAÇÃO AS OUTRAS, RESULTANDO UMA INCLINAÇÃO

DAS LAMELAS. 4-5 OS BLOCOS CRISTALINOS SE SEPARAM DAS

LAMELAS, PERMANECENDO PRESOS PELAS LIGAÇÕES. FORMANDO

OS BLOCOS E AS LIGAÇÕES FICANDO ALINHADOS NA DIREÇÃO DA

TENSÃO APLICADA. ESSE PROCESSSO É DENOMINDAO DE

ESTIRAMENTO, QUANDO HÁ ESSE ALINHAMENTO. UTILIZADO

PARA MELHORAR AS PROPRIEDADES MECÂNICAS.

PRÉ-DEFORMAÇÃO POR ESTIRAMENTO

 CADEIAS MOLECULARES FICAM ALTAMENTE ORIENTADAS,

PROMOVENDO O AUMENTO DA RESISTÊNCIA.

ELASTÔMEROS

 SE ASSEMELHAM A BORRACHA, POR CAUSA DA SUA

ELASTICIDADE. CONSEGUEM RETORNAR AO ESTADO INICIAL.

TEMPERATURAS DE FUSÃO E DE TRANSIÇÃO VÍTREA

 AS TEMPERATURAS DE FUSÃO E DE TRANSIÇÃO VÍTREA PODEM

SER DETERMINADAS A PARTIR DE GRÁFICOS DO VOLUME

ESPECÍFICO EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

 ESSES PARÂMETROS SÃO IMPORTANTES NO QUAL UM POLÍMERO

ESPECÍFICO PODE SER USADO E PROCESSADO.

A SEGUIR:

 O AUMENTO DA MASSA MOLAR TAMBÉM TENDE A AUMENTAR A

TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO VÍTREA. O VALOR DA

TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO VÍTREA DEPENDERÁ DAS

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES QUE AFETAM A RIGIDEZ DA

CADEIA

PLÁSTICOS

 PLÁSTICOS SÃO MUITO RÍGIDOS E FRÁGEIS. OUTROS SÃO

FLEXÍVEIS, EXIBINDO TANTO DEFORMAÇÕES ELÁSTICAS QUANTO

PLÁSTICAS QUANDO SUBMETIDOS A UMA TENSÃO, E ALGUMAS

VEZES APRESENTAM UMA DEFORMAÇÃO CONSIDERÁVEL ANTES

DE FRATURAR

 SÃO OS QUE POSSUEM MAIS UTILIZAÇÃO

ELASTÔMEROS

 NÃO SÃO SATISFATÓRIAS EM TERMOS. ESSAS CARACTERÍSTICAS

PODEM SER MELHORADAS POR ADITIVOS.

POLIMERIZAÇÃO

 ADIÇÃO: ESSE PROCESSO COMPÕE. ETAPA DE INICIAÇÃO, UM

CENTRO ATIVO CAPAZ DE PROPAGAÇÃO É FORMADO POR UMA

REAÇÃO ENTRE UM INICIADOR (OU CATALISADOR). O R

REPRESENTA O INCIADOR ATIVO E O. (PONTO) UM ELÉTRON NÃO

EMPARELHADO. A PROPAGAÇÃO O CRESCIMENTO LINEAR DA

CADEIA POLIMÉRICA. A TERMIÇÃO PODE OCORRER DE

DIFERENTES MANEIRAS.

A SEGUIR:

 CONDENSAÇÃO: REAÇÕES QUÍMICAS NA MÓLECULAS. EXISTE

GERALMENTE UM SUBPRODUTO COM BAIXA MASSA MOLAR QUE É

ELIMINADO, A REAÇÃO INTERMOLECULAR OCORRE TODA VEZ

QUE UMA UNIDADE É FORMADA.

ADITIVOS PARA POLÍMEROS

 AS PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS PODEM SER MODIFICADAS

AINDA PELO USO DE ADITIVOS, QUE INCLUEM AS CARGAS, OS

PLASTIFICANTES, OS ESTABILIZANTES, OS CORANTES E OS

RETARDANTES DE CHAMAS.

TÉCNICAS DE CONFORMAÇÃO PARA PLÁSTICOS

 A FABRICAÇÃO DOS POLÍMEROS PLÁSTICOS É REALIZADA

GERALMENTE PELA CONFORMAÇÃO DO MATERIAL NA FORMA

FUNDIDA EM UMA TEMPERATURA ELEVADA, USANDO PELO

MENOS UMA DAS VÁRIAS TÉCNICAS DE MOLDAGEM DIFERENTES

 AINDA EXISTEM MAIS OUTROS MÉTODOS QUE SÃO MOLDAGEM

POR SOPRO (SEMELHANTE AO VIDRO); FUNDIÇÃO DEIXADO EM UM

MOLDE ATÉ SOLIDIFICAR.

FABRICAÇÃO DE FIBRAS E FILMES

 O MATERIAL A SER FIADO É PRIMEIRO AQUECIDO ATÉ FORMAR UM

LÍQUIDO RELATIVAMENTE VISCOSO. EM SEGUIDA, ESSE LÍQUIDO É

BOMBEADO ATRAVÉS DE UMA PLACA, CHAMADA DE FIEIRA.