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- 1. Arlindo Silva MATERIAIS II POLÍMEROS • Termoplásticos ou termoendurecíveis • Baixa rigidez • Baixa resistência • Baixa tenacidade • Atacados por ultravioletas • Baratos • Fácil fabrico
- 3. Arlindo Silva MATERIAIS II POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO MONÓMERO MERO POLIACETAL FORMALDEÍDE POLIETILENO Cadeias bifuncionais lineares
- 6. Arlindo Silva MATERIAIS II CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS GRAU DE POLIMERIZAÇÃO • Número n de meros de cada cadeia polimérica (estatístico) PESO MOLECULAR • Produto de n pelo peso molecular de cada mero COMPRIMENTO ESTATÍSTICO • m=2n m l L
- 7. Arlindo Silva MATERIAIS II COMPRIMENTO ESTENDIDO • CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS 2 5 . 109 sin l m LEST
- 8. Arlindo Silva MATERIAIS II CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS O ponto de fusão, a rigidez e a resistência aumentam com o grau de polimerização e com a complexidade da estrutura molecular (a) –Polietileno (b) –Polímero isotático (c) –Polímero sindiotático (d) –Polímero atático Polipropileno (R=CH3) Poliestireno (R=anel benzeno)
- 9. Arlindo Silva MATERIAIS II CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS RAMIFICAÇÃO (BRANCHING)
- 10. Arlindo Silva MATERIAIS II CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS CHAIN STIFFENING VULCANIZAÇÃO (CROSS-LINKING) O grau de cristalinidade de um polímero depende da complexi- dade da sua cadeia molecular Quanto mais complexa a cadeia, menos cristalina (mais amorfa) mais rígida e mais resistente será
- 13. Arlindo Silva MATERIAIS II TERMOPLÁSTICOS TERMOENDURECÍVEIS •Amaciam com o aumento de temperatura e endurecem com a diminuição de temperatura – processos reversíveis •“Polimerizam” com o aumento de temperatura, tornando-se “duros”; não amaciam com subsequente aumento de temperatura •São, em geral, menos rígidos, menos resistentes e mais dúcteis •São, em geral, mais rígidos, mais resistentes e mais frágeis •Maioria dos polímeros lineares formados por adição e com alguma ramificação •Todos os polímeros formados por condensação e os lineares com “cross-linking”
- 14. Arlindo Silva MATERIAIS II Nome Tensão cedência [MPa] Elonga. [%] Rigidez [GPa] Dens. [ton/m3 ] APLICAÇÕES / OBSERVAÇÕES PE 13 600 0.16 0.92 Usado em folha e em garrafas de plástico PVC 44.8 6 2.6 1.44 Usado em pavimentos, tecidos, filmas e tubagens PP 34 200 1.3 0.90 Usado em revestimentos e tubagens PS 51.7 1.5 3.3 1.05 Usado em contentores e espumas PET 80 2.5 4.0 1.20 Usado em fita magnética, fibras e filmes. Na forma termo-endurecível é usado em revestimentos e resina em compósitos PMM A 72 5 2.93 1.19 Também conhecidos como acrílicos. Usado em janelas e decoração PA 62 27 2.75 1.10 Usado em tecidos, cordas, engrenagens e órgãos de máquinas ABS 55 12 2.30 1.05 Usado em malas de viagem e telefones PC 62 110 2.28 1.21 Usado em hélices e órgãos de máquinas POM 68.9 35 3.6 1.425 Usado em engrenagens PTFE 31 300 0.35 2.20 TERMOPLÁSTICOS Usado em armazenamento de produtos químicos, vedantes, apoios, juntas e revestimentos anti-aderentes
- 15. Arlindo Silva MATERIAIS II Nome Tensão cedência [MPa] Elonga. [%] Rigidez [GPa] Dens. [ton/m3 ] APLICAÇÕES / OBSERVAÇÕES PUR 30 100 1.20 1.10 Usado em espumas, elastómeros, fibras, folhas e tubagens PEEK 90 50 4.0 1.30 Usado em adesivos e resinas de compósitos PF 69 <1 7.3 1.40 Usado em equipamento eléctrico. Neste grupo encontra-se a bakelite EP 72 4 3.1 1.15 Usado em adesivos, revestimentos e resinas de compósitos SI 35 2.2 1.10 TERMOENDURECÍVEIS Usado em juntas e adesivos
- 16. Arlindo Silva MATERIAIS II PROPRIEDADES MECÂNICAS (PMMA) •As propriedades mecânicas são fortemente dependentes da temperatura, do peso molecular e da humidade relativa! (PE)
- 17. Arlindo Silva MATERIAIS II DEFORMAÇÃO DE UM POLÍMERO SEMICRISTALINO •A formação de estricção não é estável como nos metais, alastrando a todo o provete antes da fractura •Fenómeno “semelhante” ao endurecimento por deformação plástica nos metais
- 20. Arlindo Silva MATERIAIS II DEFORMAÇÃO DE UM ELASTÓMERO
- 22. Arlindo Silva MATERIAIS II TERMOPLÁSTICO 50% CRISTALINO TERMOPLÁSTICO COM CROSS-LINKING TERMOPLÁSTICO X% CRISTALINO ELASTÓMERO
- 23. Arlindo Silva MATERIAIS II ACETAL •A resistência à fadiga depende da temperatura e da humidade relativa, tal como a resistência estática
- 24. Arlindo Silva MATERIAIS II ADITIVOS PIGMENTOS • Para dar cor ao polímero ESTABILIZADORES •Contra a deterioração por acção de agentes ambientais • Antioxidantes • Estabilizadores ultra-violeta ANTIESTÁTICOS • Melhoram a condutividade eléctrica, reduzindo o perigo de faísca PLASTIFICANTES • Para aumentar a ductilidade e a tenacidade • Podem liquefazer o polímero se adicionados em excesso (tintas) DE ENCHIMENTO • Mais baratos que o polímero, melhoram a resistência e a dureza (1/3 de um pneu é enchimento de Carbono) RETARDANTES DE INFLAMAÇÃO • Para reduzir a capacidade de inflamação (em roupas e brinquedos)