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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

    i

    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

    iii

    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 ....................................................