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APOSTILA DE PROCESSOS 4

EMC 5744

PARTE 1: FUNDAMENTOS DE REOLOGIA DE MATERIAIS POLIMRICOS

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PROFESSOR: GUILHERME BARRASUMRIO1.1 DEFINIO DE REOLOGIA 1.2 FUNDAMENTOS DE POLMEROS 1.3 DEFORMAO E MDULO PARA MATERIAL SLIDO 1.4 DEFORMAO EM FLUIDOS IDEAIS 1.5 FENMENOS NEWTONIANOS E NO NEWTONEANOS 1.5.1 Fenmenos Newtonianos 1.5.2 Fenmenos no Newtonianos 1.5.2a Fenmenos No Newtonianos Independentes do tempo 1.5.2b Fenmenos No Newtonianos Dependentes do tempo 1.5.2c Fenmenos No Newtonianos Observados em Polmeros 1.6 REOMETRIA E VISCOSIMETRIA 1.6.1 MEDIDAS REOMTRICAS 1.6.2 REMETROS DE CONE-PLACA E PLACA-PLACA 1.6.3 REMETRO DE TORQUE REVISO CONSIDERAES FINAIS REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

Pg03 04 05 18 16 19 13 20 25 27 53 53 59 60 60 69 69

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CAPTULO 1 FUNDAMENTOS DE REOLOGIA1.1 DEFINIO DE REOLOGIA

A palavra Reologia derivada do vocabulrio grego, que significa: Rheo = Deformao Logia = Cincia ou Estudo De uma maneira geral a Reologia, pode ser definida como a cincia que estuda o escoamento da matria. Entretanto, a forma mais conveniente e completa de defini-la seria como a cincia que estuda a deformao e o fluxo da matria. A Reologia uma rea da fsica que analisa as deformaes ou as tenses de um material provocadas pela aplicao de uma tenso ou deformao. O material pode estar tanto no estado lquido, gasoso quanto no estado slido. A deformao de um slido pode ser caracterizada por leis que descrevem a alterao do volume, tamanho ou forma, enquanto que o escoamento de um fluido que pode estar no estado gasoso ou lquido, caracterizado por leis que descrevem a variao contnua da taxa ou grau de deformao em funo da tenso aplicada. Em Reologia, a classificao entre um material slido, lquido ou gasoso determinada pelo nmero de Deborah (De). Este nmero estabelece a relao entre tempo de relaxamento do material, r, e o tempo de durao da aplicao de uma deformao ou tenso, t.

De =Onde:

rt

(1)

r (tempo de relaxamento) - tempo necessrio para ocorrer algum movimento molecular; De (Nmero de Deborah) - relao entre as foras elsticas e viscosas que atuam no material; t (tempo do experimento) - tempo de aplicao da tenso ou deformao.

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Os slidos elsticos apresentam De e os fluidos viscosos possuem De0. Materiais polimricos apresentam < De < 0, os polmeros fundidos apresentam, por exemplo valores de r, variando entre 1 e 1000s, dependendo de sua Massa Molar. No caso de solues polimricas diludas o valor de r = 10-3s-1, enquanto que a gua possui r prximo de 10-12 s-1. Analisando a equao 1, pode-se concluir que um dado material pode ter caractersticas de um slido por duas razes: i) ii) porque seu r ou; porque o tempo do processo de deformao muito rpido (t 0) e portanto o material no ter tempo suficiente realizar movimentos moleculares. Lquidos com valores menores de r podem comportar-se como slidos em processos de deformao muito rpidos, em que o t r, porm, quando essas engrenagens esto em movimento o material comportar-se- como um slido (t1 ou