Materiais Poliméricos 2

Question 1

Temperatura de fusão (Tf).

Answer 1

Transformação de um sólido ordenado para um líquido aleatório.

Question 2

A temperatura de fusão de um material polimérico é exata?

Answer 2

Não, a temperatura num material polimérico não é exata mas sim representada por um intervalo de valores. Utiliza-se um valor médio.

Question 3

Define Tg.

Answer 3

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.

Question 4

Abaixo de Tg o que se verifica a nível de deslocações de cadeias moleculares e porquê?

Answer 4

Apenas se deslocam cadeias moleculares de baixo porte devido às fortes ligações secundárias que se verificam nos vidros.

Question 5

Por outro lado, em Tg acima da Temperatura ambientes, podemos dizer que:

Answer 5

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.

Question 6

Durante o arrefecimento, verifica-se uma maior contração dos ____ do que dos ________.

Answer 6

Polímeros semicristalinos, amorfos.

Question 7

Identificar o tipo de plástico.
Cadeias lineares ou Ramificadas

1) Tf > T > Tg
2) Tf > Tg > T
3) Tg > T

Grupo: 4)

Answer 7

1) PP (Semicristalino)
2) PET (Semicristalino)
3) PS (Amorfo)
4) Termoplástico

Question 8

Identificar o tipo de plástico.
Cadeias Reticuladas.

1.1) Tg > T
Grupo: 1.2)

2.1) T > Tg
Grupo: 2.2)

Answer 8

Reticulação elevada.

1. 1) Resinas
2. 2 Termoendurecíveis

Reticulação baixa.

2. 1) Borracha Natural (NR)
3. 2) Elastómeros

Question 9

Fatores determinantes de Tg. São 4.

Answer 9

Volume livre disponível;
Força da ligação;
Mobilidade das cadeias;
Comprimento das cadeias.

Question 10

Explique a influência do volume livre.

Answer 10

Quanto mais volume livre houver, maior a facilidade que as moléculas têm em se deslocar. Logo, Tg diminui,

Question 11

Explique a influência da Força da Ligação.

Answer 11

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.

Question 12

Explique a influência da Mobilidade das Cadeias.

Answer 12

Quanto mais rigídas são as cadeias, maior é o Tg, uma vez que, neste caso, a mobilidade das cadeias é menor.

Question 13

Explique a influência do Comprimento das Cadeias

Answer 13

Quanto maior for o comprimento, menor é o Tg.

Question 14

No fundo, em sintese pode-se dizer que:

Answer 14

Tudo o que facilite a rotação e o movimento molecular de grande porte conduz a Tg menores.

Question 15

Fatores determinantes de Tf. São 4

Answer 15

Massa Molecular Média;
Força da Ligação;
Rigidez;
Grau de Cristanilidade.

Question 16

Explique a influência da Massa Molecular Média:

Answer 16

Quanto maior a massa, menor o grau de ordem (menor entropia) logo a Tf aumenta.

Question 17

Explique a influência da Força da Ligação:

Answer 17

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.

Question 18

Explique a influência da Rigidez

Answer 18

Quanto mais rigida forem as cadeias (associada à presença de grupos pendentes volumosos) maior é a Tf.

Question 19

Explique a influência do Grau de Cristalinidade:

Answer 19

Quanto maior for a % de Cristalinidade, melhor o empilhamento, maior o contacto, logo maior é a Tf.

Question 20

Comportamento mecânico dos Elastómeros:

Answer 20

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)

Question 21

Comportamento mecânico das Fibras:

Answer 21

Resistência mecânica elevada;

Módulo de elasticidade (E) elevado.

Question 22

Relacionar Tg e as suas repercursões nos elastómeros:

Answer 22

Para T > Tg, a flexibilidade é elevada, predominantemente elástica.

Para T < Tg, os elastómeros tornam-se frágeis.

Question 23

As fibras são representadas por dois grupos. Quais são e suas características.

Answer 23

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

Question 24

Como se comportam face à tração os plásticos rígidos e os plásticos flexíveis?

Answer 24

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)

Question 25

Tração do plástico frágil:

Answer 25

Fatura enquanto se deforma elasticamente.

• Resistência mecânica moderada;
• Módulo de elasticidade elevado;
• Ductilidade Nula

Question 26

A resistência do material pode aumentar, durante o ensaio, devido a…

Answer 26

orientação das macromoléculas (razão pela qual se admite a secção transversal) que origina a necessidade de uma força maior para que ocorra fratura.

Question 27

Tração do plástico dúctil:

Answer 27

Fratura ocorre após deformação plástica:

• Resistência mecânica aumenta durante a deformação;
• Módulo de elasticidade baixo;
• Ductilidade elevada.

Question 28

O processo de deformação plástica ocorre por:

Answer 28

Escorregamento de cadeias.

Question 29

Nos metais, em contrapartida, a deslocação plástica ocorre por:

Answer 29

Movimentos de defeitos cristalinos (deslocações)

Question 30

Grau de cristalinidade aumenta com:

Answer 30

O alinhamento de macromoléculas, que provoca o aumento da organização molecular.

Question 31

A formação de estrição nos polímeros acontece como nos metais?

Answer 31

Não, não é estável como nos metais. Vai-se alastrando a todo o provete antes da fratura.
A estrição (‘Pescoço’) indica deformação não uniforme.

Question 32

A estrição, ao alastrar-se por todo o material, provoca um aumento da…

Answer 32

Resistência mecânica específica porque as macromoléculas ficam orientadas de forma direcional.

Question 33

Na base do material viscoso, temos dois tipos de regiões. São:

Answer 33

Região amorfa elástica;

Região cristalina resistente.

Question 34

Como apresentão uma mistura entre comportamentos elásticos e viscosos, a maneira como reagem às forças aplicadas depende de:

Answer 34

• Do valor da carga;
• Do tempo;
• Da temperatura.

Question 35

São caracterizados por um módulo particular…

Answer 35

Módulo-secante.

Question 36

Este, por sua vez é determinado pelo:

Answer 36

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%.

Question 37

Se aplicarmos uma carga, o escoamento de fluídos pode ser visto como:

Answer 37

Uma tensão de corte aplicada nas paredes de um capilar, através do qual se escoa o fluído.

Question 38

Velocidade de Deformação (γ) exprime-se por

Answer 38

dy/dx (dy é o diâmetro do orifício do capilar e dx o comprimento do mesmo)

Question 39

σ (tensão) = F/A.
F/A = η x γ.
Exprime a Lei de Newton.

Answer 39

As tensão sã diretamente proporcionais às velocidades de deformação.

Question 40

Com a aplicação da carga, em funçao do tempo, o material deforma-se

Answer 40

De forma não linear.

Question 41

O material recupera a deformação ao libertar a carga, de forma gradual, apenas se:

Answer 41

σ < σ(c).

Caso contrário, não recupera a forma original.

Question 42

Como varia o Módulo - Secante em função da velocidade do ensaio e da temperatura, respetivamente:

Answer 42

Aumenta e diminui.

Question 43

Como varia o Módulo - Secante em função % de cristalinidade?

Answer 43

Aumenta.

E quanto maior for a % de Cristalinidade, menor o efeito da temperatura.

Question 44

Qual a relação entre E (termoendurecíveis) e E(termoplásticos)?

Answer 44

Superioridade uma vez que as ligações cruzadas aumentam a fração de ligações covalentes.

Question 45

Tensão de Cedência e Tensão de Rotura aumentam, respetivamente:

Answer 45

Com a diminuição da T e aumento da MM.

Question 46

Define ensaio de fluência:

Answer 46

Deformação ao longo do tempo de um material submetido a uma carga constante, a uma temperatura fixa.

Question 47

Condutividade Térmica (H = K(dT/dx)) nos polímeros é baixa. Porquê?

Answer 47

Não contém eletrões livres;

Question 48

Quais os melhores condutores, os p. cristalinos ou os amorfos?

Answer 48

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)

Question 49

Define condutividade elétrica:

Answer 49

Quando uma diferença de potencial é aplicada a um material, ocorre um fluxo de eletrões.