processamento de materiais plasticos

1. Processamento de materiais
plásticos

2. Moldagem por extrusão
• A matéria-prima amolecida é expulsa através de uma
matriz instalada no equipamento denominada
extrusora, produzindo um produto que conserva a sua
forma ao longo de sua extensão.
• Os produtos flexíveis, como embalagens, sacolas,
sacos e bobinas também conhecidos como filme, após
o processo de extrusão, podem ser gravados sendo
modelados o produto final com soldas e cortes.
• Os produtos rígidos ou semi-rígidos, como tubos,
perfis, mangueiras e chapas, tem o mesmo processo,
havendo mudança da matéria-prima e matriz.

4. 1
2 3 4 5
Sólidos
Fundido
 Transporte por Gravidade
 Transporte Arquimediano
 Transporte por Arraste
 Fluxo Resultante (Arraste +
Contra-Pressão +
Vazamento)
 Fluxo por Diferença de
Pressão

5. Tipos de Extrusão
• Perfis não-circulares

6. Tipos de Extrusão
• Tubos/ Mangueiras
Rígidos Flexíveis

7. Perfis Multicamadas

8. Extrusão de Chapas

9. Filmes Planos ou Simples

10. Matriz de Filmes Planos

11. Filmes Tubulares ou Duplos

12. Filmes Planos Bi-orientados

13. Revestimentos de Laminados

14. Revestimentos de Fios

15. Outros Tipos de Extrusão
• Não-Tecidos;
• Ráfia;
• Fiação.

16. Sopro
• É um processo para produzir artigos plásticos
ocos fechados.
• Este processo, foi desenvolvido originalmente
para a indústria de vidro, mas hoje em dia , é
utilizado extensamente na indústria de
plásticos.

18. Injeção -sopro

19. Injeção -sopro

20. Injeção-estiramento-sopro

23. TERMOFORMAGEM

24. INTRODUÇÃO
• Termoformagem é um termo genérico
utilizada por diversas técnicas de transformar
uma folha plana em um objeto. O processo é
muito simples e consiste basicamente em
aquecer uma chapa polimérica plana em um
forno e com auxilio de um molde trasformar
em um objeto.

25. História
• A grande utilização desta técnica foi no início
do século XX
• Acetato de celulose (1938): blisters;
• Acrílico (1942): janelas de avião;
• ABS (1970): peças automotivas

26. Métodos de Moldagem
• A termoformagem consiste basicamente em:
• Prender
• Aquecer
• Formar
• Resfriar
• Recortar,
• Em geral o processo pode ser dividido em 2

27. Métodos de Moldagem
• Espessuras finas , nesta categoria estão todos
os processo onde as chapas possuem menos
que 1,5mm de espessura.
• Quando a espessura das chapas é menor que
0,25 mm o processo é chamado de
termoformagem de filmes, e quando
aespessura varia de 0,25 a 1,5 mm chamos de
processo de termoformagem de chapas finas.

28. Métodos de Moldagem
• Espessuras grosas (pesadas) , nesta categoria
estão todos os processo onde as chapas possuem
espessura superior a 3,0
• Quando a espessura das chapas estiver com
espessura entre 3 mm e 10 mm, o processo é
chamado de termoformagem de chapas
espessas.
• Quando a espessura das chapas for maior que 10
mm o processo é chamado de termoformagem
de placas.

30. Métodos de Moldagem
• Mais simples: estiramento de uma chapa
aquecida (em estado “borrachoso”) até
adquirir a forma final;
– Para placas finas:
• Estiramento pequeno (variação de espessura);
– Aplicações: blisters; pratos descartáveis.
• Se é necessário um elevado grau de
estiramento:
– Técnicas de estiramento simples são
insatisfatórias.

31. Moldagem em uma etapa
• São 5 as possibilidades ;
– Moldagem por deposição (drape molding):
• A chapa moldável é colocada sobre o molde

32. Moldagem em uma etapa
– Vácuo-formagem (vacuum forming):
• A chapa moldável é selada nas extremidades do molde,
e aplica-se vácuo.
– A pressão atmosférica pressiona a placa contra o molde.

33. Moldagem em uma etapa
– Moldagem por pressão (pressure forming):
• Uma câmara é colocada sobre a chapa moldável.
– Aumenta-se a pressão na câmara, forçando a chapa contra o
molde.
– Pode-se usar vácuo; usada em chapas finas e difíceis de moldar
(PP) ou em chapas espessas para obtenção de peças complexas

34. Moldagem em uma etapa
– Moldagem livre (free forming ou free blowing):
• Uma chapa moldável é fixada e estirada com o auxílio de
ar.
– Após atingir a deformação desejada, a peça é resfriada de
forma livre.

35. Moldagem em uma etapa
– Moldagem com matriz macho-e-
fêmea (matched die molding):
• Com o fechamento do molde, uma
chapa moldável é comprimida;
– A espessura depende da geometria do
molde; pode-se usar vácuo em um dos
lados do molde.
• Usada na moldagem de polímeros
rígidos (PS expandido ou polímeros
com cargas).

44. Materiais compósitos

46. • Tecnologias modernas exigem materiais com
combinações incomuns de propriedades que
não podem ser atendidas pelas ligas
metálicas, cerâmicas e materiais poliméricos
convencionais.
• Exemplo: Materiais com baixa densidade mas
fortes e rígidos, resistentes à abrasão e ao
impacto e que não corroam.

47. • Material multifásico
possuindo proporções
significativas das
propriedades de cada
uma das fases
conseguindo-se uma
melhor combinação de
propriedades.
• A madeira é um
compósito natural:
• Fibra de celulose
flexíveis e resistentes
• Lignina , resina mais
rígida que mantém as
fibras unidas

48. Características gerais de um compósito
• Um compósito
industrial consiste em
um material
artificialmente
multifásico onde as
fases devem ser
quimicamente
diferentes, separadas
por uma interface
• Logo todo material
compósito apresenta
duas fases:
• FASE MATRIZ: É
contínua e envolve a
fase dispersa
• FASE DISPERSA:

49. Propriedades de um compósito dependem:
• Propriedades das fases constituintes
• Das quantidades relativas das fases
constituintes
• Da geometria da fase dispersa

50. Tipos de compósitos
• 3 tipos de
compósitos
• Reforçados com
partículas
• Reforçados com
fibras
• Estrutural

51. Compósitos reforçados com partículas
• Características gerais:
• Em geral a fase particulada é mais dura e mais
rígida que a matriz.
• A matriz transfere parte da tensão aplicada às
partículas que suportam uma fração da carga
• Diâmetro das partículas de o,o1 μm até 0,1μm
para dispersões com partículas pequenas.

52. Compósitos com partículas
• Concreto:
• Cimento-matriz
• Areia e brita- particulados
• Cermetos (metais +
cerâmicas):
• WC + Co (micrografia ao
lado) ou Ni
• TiC + Co ou Ni
• Dureza(cerâmico) +
tenacidade(metal)

53. Compósito concreto: Cimento matriz, areia e
brita particulados.

54. Compósitos com partículas
• Elastômeros e plásticos:
• São reforçados com
partículas de NEGRO DE
FUMO.
• NEGRO DE FUMO: Queima
do gás natural ou óleo gera
partículas de carbono que
melhora a resistência,
tenacidade e dureza dos
polímeros
• Ex: Pneus

55. Compósitos reforçados com fibras
• Em geral deseja-se nesses materiais alta
resistência, tenacidade e rigidez em relação
ao seu peso.

56. Tipos de compósitos reforçados com fibras.
• Compósito reforçado com
fibras:
• Continuo e alinhado (Fig.
(a) ao lado) boa melhora
na resistencia
• Descontínuo (curto) : Fibra
curta pouca melhora na
resistência.
• Alinhado (Fig. (b) ao lado)
• Orientado aleatoriamente
(Fig. (c) ao lado)

57. Comportamento mecânico de um compósito reforçado com
fibras. Curvas tensão- deformação

58. • Exemplo de fibras:
• De vidro
• De carbono
• De aramida
• Exemplos de matrizes:
• Em geral metais ou
polímeros, pois se deseja
alguma dutilidade da
matriz, e as fibras já são
frágeis, mas pode ser
cerâmicas também (matriz
frágil e fibras frágeis)

59. Resistências à tração na direção
longitudinal e transversal às fibras

60. Compósitos com matriz de polímero
• Com fibra de vidro: Diâmetro da fibra de 3 a 20 μm
(pisos industriais recipientes para armazenamento
tubulações)
• Com fibra de carbono: (equipamentos esportivos,
componentes estruturais de aeronaves, Hélice de
helicóptero)
• Com fibra de aramida: Nomes comerciais Kevlar e
Nomex + epoxi ou poliester. (Cordas,coletes a prova
de bala, carcaça de mísseis, substituição do amianto
em freios, embreagem gaxetas etc)

61. Comparação entre as propriedades de um
polímero sem e com o reforço de fibras de vidro

62. Comparação entre as propriedades de um polímero
reforçado com 3 tipos de fibras: vidro, carbono e
aramida

63. Processamento dos compósitos reforçados com fibras
• Pultrusão: Para produção de formatos de seção reta constante (barras tubos
vigas).
• Mechas ou cabos de fibras são impregnados com uma resina termofixa, sendo
então estirados através de um molde de aço aquecido.
• Passa na seqüência em um molde de cura aquecido que confere a peça sua
forma final.
• Matrizes usuais: Poliésteres, ésteres vinílicos, resinas epoxi.
• Fibras usuais: De vidro , carbono, aramida

66. Processamento dos compósitos reforçados com fibras
• Prepreg: Processo mais utilizado
para estruturas.
• Fibras contínuas pré-impregnadas
com resina polimérica parcialmente
curadas em espessuras de 0,08mm a
0,25 mm e larguras de 2,5 mm a 1525
mm.
• Esse material é enviado ao fabricante
em forma de fita. Essa fita molda e
cura por completo o produto sem a
necessidade de adicionar qualquer
resina adicional apenas com calor e
pressão.
• Teor de resina: 35 a 45 % em vol.
termofixa ou termoplástica.
• O prepreg deve ser mantido a 0 C pois
a cura prosseguiria à temperatura
ambiente
• Após a remoção do papel de suporte
várias camadas são colocadas, em
geral com as fibras cruzadas para se
ter mesma resistência nos dois
sentidos

67. Prepreg em fase final de fabricação

68. Processamento dos compósitos reforçados com fibras
• Enrolamento de filamento:
Processo no qual as fibras de reforço
contínuas são posicionadas segundo
um padrão pré-determinado para
compor uma forma oca geralmente
cilíndrica
• Fios individuais ou em mechas são
alimentados através de um banho de
resinas e em seguida enroladas
continuamente ao redor de um
mandril (processo automático).
• Após um número apropriado de
camadas a cura é executada em m
forno ou a temperatura ambiente
após a retirada do mandril.
• Como alternativa pode-se enrolar
prepregs estreitos e delgados (até 10
mm) ao redor do mandril.

69. Compósitos estruturais
• Compósitos
laminares: Folhas
ou painéis
bidimensionais são
cimentados umas as
outras invertendo a
direção do
alinhamento das
fibras de cada placa
• Ex: Esqui moderno

70. Compósitos estruturais
• Painéis em forma de
sanduíches: Duas folhas
externas mais resistentes
separadas por uma
camada de metal menos
denso.
• Folhas externas: madeira
compensada, alumínio e
ligas, plásticos + fibras,
titânio aço.
• Recheio interno:
Polímeros com espuma,
borrachas sintéticas,
colmeias.
• Ex: Asas e fuselagem de
aeronaves telhados, pisos,
paredes.