2.2 Propriedades dos polímeros 2.2.1 Comportamento tensão x deformação A = polímeros frágeis B...

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2.2 Propriedades dos polímeros 2.2 Propriedades dos polímeros 2.2.1 Comportamento tensão x 2.2.1 Comportamento tensão x deformação deformação A = polímeros A = polímeros frágeis frágeis B = polímeros B = polímeros plásticos plásticos C = polímeros C = polímeros elásticos elásticos (borrachas ou (borrachas ou elastômeros) elastômeros) Metais Polímeros E 50-400 GPa 0,007 a 4 GPa LRT 4000 MPa 100 MPa

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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

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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

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Influência da temperatura / taxa de deformaçãoInfluência da temperatura / taxa de deformação

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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

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Estágios da deformação plástica de um polímero semicristalinoEstágios da deformação plástica de um polímero semicristalino

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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).

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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)

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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

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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

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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

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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)