A influência do tempo e da taxa de deformação nas propriedades mecânicas dos polímeros
Em um artigo anterior, discutimos brevemente a influência do tempo como o segundo fator importante na resposta mecânica dos polímeros. O lado oposto do tempo é a taxa de deformação, que também afeta significativamente o desempenho dos materiais plásticos.
Propriedades elásticas e viscosas nos polímeros
As taxas de deformação elevadas, ou seja, eventos que ocorrem em um curto período, tendem a favorecer as propriedades elásticas dos materiais, como a resistência e a rigidez. Já as taxas de deformação mais baixas, ou seja, eventos que ocorrem em um intervalo de tempo maior, favorecem os aspectos viscosos ou de amortecimento de energia do comportamento do material, muitas vezes referidos como resistência ao impacto ou tenacidade.
É possível observar que o mesmo efeito sobre as propriedades do material ocorre ao variar a taxa de deformação como quando variamos as temperaturas, sendo que, quando a temperatura diminui, os materiais se tornam mais resistentes e rígidos, mas menos resistentes ao impacto.
Testes de impacto e ensaios de tração
Dois tipos de testes podem ilustrar a relação entre taxa de deformação e propriedades mecânicas dos polímeros: testes de impacto e ensaios de tração. Os testes de impacto envolvem a aplicação de uma carga abrupta no material, enquanto os ensaios de tração aplicam a carga de maneira mais gradual.
Variação da velocidade de impacto
Ao variar a velocidade de impacto em um teste de impacto de um composto de PVC, por exemplo, observa-se que um aumento na velocidade do evento de impacto resulta em uma mudança do modo de falha de dúctil (mais resistente) para frágil. Isso sugere que a taxa de deformação pode influenciar a resistência do material da mesma maneira que a temperatura.
Efeito da temperatura e da taxa de deformação nos ensaios de tração
Os ensaios de tração permitem observar mais detalhadamente o efeito de temperatura e taxa de deformação nas propriedades mecânicas dos polímeros. Ao realizar ensaios de tração em diferentes temperaturas e, posteriormente, em diferentes velocidades (taxas de deformação), pode-se constatar que uma maior temperatura ou menor taxa de deformação resultam em redução de resistência e módulo do material.
Conclusão
Esses resultados ilustram a relação entre variações de temperatura e taxa de deformação nas propriedades mecânicas dos polímeros. Manipular esses parâmetros permite controlar a resistência, rigidez e resistência ao impacto de um polímero, influenciando assim suas aplicações e desempenho. Portanto, é crucial considerar a relação entre o tempo, a temperatura e a taxa de deformação ao selecionar e projetar produtos à base de polímeros.
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Última atualização em 9 de março de 2024
