2.2 Propriedades dos polímeros 2.2.1 Comportamento tensão x deformação A = polímeros frágeis B = polímeros plásticos C = polímeros elásticos (borrachas ou elastômeros) Metais Polímeros E 50-400 GPa 0,007 a 4 GPa LRT 4000 MPa 100 MPa

esc (MPa)  (%) Material E (GPa) LRT (MPa) PEBD 0,23 11,5 20,0 PEAD 100-650 PEAD 1,07 28,1 26,0 10-1200 PVC 3,40 42,0 45,0 40-80 PTFE 0,48 - 27,0 200-400 PP 1,34 34,0 36,0 100-600 PS 2,78 44,0 1,2-2,5 PMMA 2,74 64,0 60,0 2,0-5,5 Baquelite 3,8 48,0 1,5-2,0 Nailon 6.6 2,8 62,0 84,0 15-300 PET 3,5 59,3 30-300 PC 2,38 62,1 68,0 110-150

Influência da temperatura / taxa de deformação

Deformação elástica de polímeros semicristalinos As tensões de tração provocam  alongamento das moléculas da cadeia, através de dobras e estiramentos das ligações covalentes  deslocamentos entre moléculas adjacentes

Estágios da deformação plástica de um polímero semicristalino

Deformação macroscópica Aumento da resistência mecânica localizado (região do “pescoço”) devido à orientação das cadeias moleculares (alinhamento dos eixos das cadeias paralelamente à direção de alongamento).

Fatores que influenciam as propriedades mecânicas dos polímeros  o aumento da temperatura e da taxa de deformação: diminuem E e LRT e melhoram a ductilidade;  aumento do peso molecular: aumenta o LRT;  aumento do grau de cristalinidade: provoca um aumento do E e, geralmente, aumento do LRT e diminuição da ductilidade (torna-se mais frágil)

 pré-deformação (estiramento): polímero semicristalino: o estiramento aumenta E e LRT na direção da orientação, mas diminui E e LRT nas outras direções. polímero amorfo estirado em temperatura elevada mantém estrutura orientada no resfr. rápido até Tamb Tratamento térmico: o recozimento aumenta E e esc e diminui a ductilidade

Temperaturas de fusão (Tf) e de transição vítrea (Tv) Aquecimento do polímero amorfo acima da Tv: o polímero passa de um estado rígido para um estado de borracha. O QUE AUMENTA A Tv ,Tf : Grupos laterais na cadeia Grupos laterais polares Ligações duplas na cadeia Maior peso molecular CONFORMAÇÃO SOB PRESSÃO: Termoplásticos amorfos:  Tv Termoplásticos semicristalinos:  Tf

Material Tv (oC) Tf (oC) PEBD - 110 115 PTFE - 97 327 PEAD - 90 137 PP - 18 175 Náilon 6.6 57 265 PET 69 PVC 87 212 PS 100 240 PC 150

Polímeros termoplásticos: São aqueles que amolecem quando são aquecidos e endurecem quando são resfriados (são os plásticos recicláveis) ex. polímeros lineares e ramificados (ABS, PC, PEAD, PEBD, PS, PVC, PP, Náilons, PTFE, PMMA) Polímeros termofixos (termoestáveis): São aqueles que se tornam permanentemente duros quando submetidos à aplicação de calor e não amolecem quando reaquecidos (não são recicláveis) No aquecimento inicial formam-se ligações cruzadas covalentes (intermoleculares) ex. polímeros com ligações cruzadas e em rede (Borrachas vulcanizadas, epóxis, resinas fenólicas)