Materiais Poliméricos 2 Flashcards
Temperatura de fusão (Tf).
Transformação de um sólido ordenado para um líquido aleatório.
A temperatura de fusão de um material polimérico é exata?
Não, a temperatura num material polimérico não é exata mas sim representada por um intervalo de valores. Utiliza-se um valor médio.
Define Tg.
É a temperatura de transição vítrea.
É a transição de um polímero amorfo ou semi-cristalino do tipo vidro num material tipo borrada por arrefecimento.
Abaixo de Tg o que se verifica a nível de deslocações de cadeias moleculares e porquê?
Apenas se deslocam cadeias moleculares de baixo porte devido às fortes ligações secundárias que se verificam nos vidros.
Por outro lado, em Tg acima da Temperatura ambientes, podemos dizer que:
Se deslocam cadeias moleculares de grande porte, devido às fracas ligações secundárias (no entanto, as primárias são fortes!). Verifica-se um regime elástico ou plástico.
Durante o arrefecimento, verifica-se uma maior contração dos ____ do que dos ________.
Polímeros semicristalinos, amorfos.
Identificar o tipo de plástico.
Cadeias lineares ou Ramificadas
1) Tf > T > Tg
2) Tf > Tg > T
3) Tg > T
Grupo: 4)
1) PP (Semicristalino)
2) PET (Semicristalino)
3) PS (Amorfo)
4) Termoplástico
Identificar o tipo de plástico.
Cadeias Reticuladas.
1.1) Tg > T
Grupo: 1.2)
2.1) T > Tg
Grupo: 2.2)
Reticulação elevada.
- 1) Resinas
- 2 Termoendurecíveis
Reticulação baixa.
- 1) Borracha Natural (NR)
- 2) Elastómeros
Fatores determinantes de Tg. São 4.
Volume livre disponível;
Força da ligação;
Mobilidade das cadeias;
Comprimento das cadeias.
Explique a influência do volume livre.
Quanto mais volume livre houver, maior a facilidade que as moléculas têm em se deslocar. Logo, Tg diminui,
Explique a influência da Força da Ligação.
Quanto maior a força de ligação, maior Tg.
Quanto maior a força de ligação, maior é a dificuldade das moléculas se movimentarem e rodar.
Grupos laterais polares (dipolos permanentes) conduzem a Tg maiores.
Explique a influência da Mobilidade das Cadeias.
Quanto mais rigídas são as cadeias, maior é o Tg, uma vez que, neste caso, a mobilidade das cadeias é menor.
Explique a influência do Comprimento das Cadeias
Quanto maior for o comprimento, menor é o Tg.
No fundo, em sintese pode-se dizer que:
Tudo o que facilite a rotação e o movimento molecular de grande porte conduz a Tg menores.
Fatores determinantes de Tf. São 4
Massa Molecular Média;
Força da Ligação;
Rigidez;
Grau de Cristanilidade.
Explique a influência da Massa Molecular Média:
Quanto maior a massa, menor o grau de ordem (menor entropia) logo a Tf aumenta.
Explique a influência da Força da Ligação:
Quanto mais intensa for a força de ligação, maior a Tf (maior necessidade energética para quebrar as ligações existentes)
Grupos laterais polares (dipolos permanentes) conduzem a Tf maiores.
Explique a influência da Rigidez
Quanto mais rigida forem as cadeias (associada à presença de grupos pendentes volumosos) maior é a Tf.
Explique a influência do Grau de Cristalinidade:
Quanto maior for a % de Cristalinidade, melhor o empilhamento, maior o contacto, logo maior é a Tf.
Comportamento mecânico dos Elastómeros:
Deformação totalmente elástica;
Ligações cruzadas evitam o escorregamento de cadeias;
O módulo elasticidade (E) aumenta com o aumento de T (oposto à maioria dos materiais)
Comportamento mecânico das Fibras:
Resistência mecânica elevada;
Módulo de elasticidade (E) elevado.
Relacionar Tg e as suas repercursões nos elastómeros:
Para T > Tg, a flexibilidade é elevada, predominantemente elástica.
Para T < Tg, os elastómeros tornam-se frágeis.
As fibras são representadas por dois grupos. Quais são e suas características.
Fibras de Plástico:
As cadeias não se desenrolam, pois o nível de orientação molecular é muito elevado.
Elevada resistência à deformação plástica e à rotura por tração uniaxial.
e.g. Kevlar, Nylon
Fibras de Elastómero:
Mistura de segmentos rígidos com segmentos elásticos.
e.g. Lycra
Como se comportam face à tração os plásticos rígidos e os plásticos flexíveis?
Rígidos (Amorfos, com Tg > T, Semicristalinos, com Tg > T, termoendurecíveis)
- Maior resistência mecânica;
- Ductilidade baixa ou nula.
(PS, PMMA, PET, PA, PVC Rígido)
Flexíveis (Semicristalinos, com Tg < T)
- Menor resistência mecânica;
- Ductilidade elevada.
(PP, PEAD, PEBD)
Tração do plástico frágil:
Fatura enquanto se deforma elasticamente.
- Resistência mecânica moderada;
- Módulo de elasticidade elevado;
- Ductilidade Nula
A resistência do material pode aumentar, durante o ensaio, devido a…
orientação das macromoléculas (razão pela qual se admite a secção transversal) que origina a necessidade de uma força maior para que ocorra fratura.
Tração do plástico dúctil:
Fratura ocorre após deformação plástica:
- Resistência mecânica aumenta durante a deformação;
- Módulo de elasticidade baixo;
- Ductilidade elevada.
O processo de deformação plástica ocorre por:
Escorregamento de cadeias.
Nos metais, em contrapartida, a deslocação plástica ocorre por:
Movimentos de defeitos cristalinos (deslocações)
Grau de cristalinidade aumenta com:
O alinhamento de macromoléculas, que provoca o aumento da organização molecular.
A formação de estrição nos polímeros acontece como nos metais?
Não, não é estável como nos metais. Vai-se alastrando a todo o provete antes da fratura.
A estrição (‘Pescoço’) indica deformação não uniforme.
A estrição, ao alastrar-se por todo o material, provoca um aumento da…
Resistência mecânica específica porque as macromoléculas ficam orientadas de forma direcional.
Na base do material viscoso, temos dois tipos de regiões. São:
Região amorfa elástica;
Região cristalina resistente.
Como apresentão uma mistura entre comportamentos elásticos e viscosos, a maneira como reagem às forças aplicadas depende de:
- Do valor da carga;
- Do tempo;
- Da temperatura.
São caracterizados por um módulo particular…
Módulo-secante.
Este, por sua vez é determinado pelo:
Decilive da secante entre o ponto de deformação zero e o ponto da curva correspondente a um valor de deformação de 0,2% ou 1%.
Se aplicarmos uma carga, o escoamento de fluídos pode ser visto como:
Uma tensão de corte aplicada nas paredes de um capilar, através do qual se escoa o fluído.
Velocidade de Deformação (γ) exprime-se por
dy/dx (dy é o diâmetro do orifício do capilar e dx o comprimento do mesmo)
σ (tensão) = F/A.
F/A = η x γ.
Exprime a Lei de Newton.
As tensão sã diretamente proporcionais às velocidades de deformação.
Com a aplicação da carga, em funçao do tempo, o material deforma-se
De forma não linear.
O material recupera a deformação ao libertar a carga, de forma gradual, apenas se:
σ < σ(c).
Caso contrário, não recupera a forma original.
Como varia o Módulo - Secante em função da velocidade do ensaio e da temperatura, respetivamente:
Aumenta e diminui.
Como varia o Módulo - Secante em função % de cristalinidade?
Aumenta.
E quanto maior for a % de Cristalinidade, menor o efeito da temperatura.
Qual a relação entre E (termoendurecíveis) e E(termoplásticos)?
Superioridade uma vez que as ligações cruzadas aumentam a fração de ligações covalentes.
Tensão de Cedência e Tensão de Rotura aumentam, respetivamente:
Com a diminuição da T e aumento da MM.
Define ensaio de fluência:
Deformação ao longo do tempo de um material submetido a uma carga constante, a uma temperatura fixa.
Condutividade Térmica (H = K(dT/dx)) nos polímeros é baixa. Porquê?
Não contém eletrões livres;
Quais os melhores condutores, os p. cristalinos ou os amorfos?
Os cristalinos, pois, K (condutividade térmica, que depende da capacidade calorifica, da quantidade e velocidade das partículas transportadas no calor e da mobilidade das mesmas) é superior (maior mobilidade de partículas)
Define condutividade elétrica:
Quando uma diferença de potencial é aplicada a um material, ocorre um fluxo de eletrões.
