MEV: Entenda o que faz a Microscopia Eletrônica de Varredura?

A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) é um tipo de microscopia em que um feixe de elétrons focalizado varre a superfície da amostra, interagindo com a matéria, gerando diferentes tipos de sinais que podem oferecer informações sobre a morfologia e composição química do material.

O princípio de funcionamento do ensaio está relacionado com a interação entre os elétrons e a matéria. O microscópio Eletrônico de Varredura contém uma fonte geradora de um feixe de elétrons que é disparado continuamente na amostra durante o ensaio, realizando uma varredura em sua superfície.  Assim, através de um detector presente no equipamento, é possível analisar as energias dos elétrons durante a interação dos mesmos com a superfície, que são interpretadas pelo equipamento e geram imagens com alta definição como no exemplo abaixo.

Imagem do ensaio mev

Imagem do ensaio mev

A formação das imagens no MEV pode ser dada de duas formas: através dos elétrons secundários e dos elétrons retroespalhados. As imagens geradas pelos elétrons secundários, de baixa energia, são formadas através da excitação dos elétrons da camada mais externas dos átomos das amostras pelo feixe de elétrons e são totalmente fiéis ao relevo da amostra.

Já no caso dos elétrons retroespalhados, de alta energia, a imagem formada fornece diferentes informações, pois além do contraste em função do relevo, é possível se obter contraste em função do número atômico dos elementos químicos presentes na amostra analisada, onde as regiões mais claras da imagem representam elementos químicos mais pesados.

Quais são as informações obtidas com o MEV?

Através das imagens geradas pelo MEV é possível realizar diversos tipos de análises em polímeros, tanto estruturais quanto químicas.

Em relação às análises estruturais, é possível obter informações morfológicas como: orientação e qualidade da interface de fibras de reforço, a interface entre matriz e fase dispersa de blendas imiscíveis, presença de impurezas, bolhas, trincas, superfícies irregulares, entre outras coisas.

E quanto às químicas?!

Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS)

Além da imagem gerada pelo Microscópio Eletrônico de Varredura, uma outra técnica é bastante utilizada de forma acoplada ao microscópio, a Espectroscopia por Energia Dispersiva, que permite detectar elementos químicos na superfície da amostra.

(Nós já disponibilizamos um e-book gratuito completo sobre Identificação de Plásticos e Borrachas. Caso tenha interesse, clique já no link e faça o download: https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/)

Para essa análise, é acoplado ao MEV um analisador de Raios X, para que as frequências da radiação liberadas no espectro do Raio x sejam analisadas. O princípio desse ensaio é baseado na análise dos fótons liberados pelos átomos da amostra quando o feixe de elétrons do equipamento se choca com a sua superfície. Isso é possível pois cada elemento químico libera fótons com frequências específicas. Os resultados são apresentados na forma de um espectro de energia versus intensidade relativa dos picos, como na imagem abaixo:

Espectro do ensaio EDS realizado no MEV

Figura: Espectro utilizado para identificação de elementos no MEV.

MEV na Análise de Falhas

Em relação à Análise de Falhas de peças poliméricas, o MEV é amplamente utilizado. As imagens formadas através de Microscopia Eletrônica de Varredura permitem que se determine o tipo de fratura sofrida pela amostra, diferenciando fraturas dúcteis de frágeis, além de elencar diversos fatores que podem ter causado a falha do material.

(A AFinko tem um e-book gratuito completo sobre Análise de Falhas em Peças Poliméricas. Acesse já o Link e faça o Download: https://afinkopolimeros.com.br/e-books/e-book-analise-de-falhas-em-materiais-polimericos/)

Outro tipo de informação que se pode obter no MEV dentro do estudo de análise de falhas é a distinção entre cargas inorgânicas e a matriz polimérica. Esta análise é interessante visto que uma má dispersão das cargas ou uma interface de baixa qualidade pode ser responsável pelo início de uma fratura frágil que ocasionará a falha prematura do material.

Abaixo temos um exemplo de imagem feita no MEV de uma fratura gerada por degradação química:

Imagem de fratura feita pelo MEV.

Figura: Imagem de uma fratura obtida pelo MEV.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza a Microscopia Eletrônica de Varredura em diversos tipos de amostras. Caso tenha interesse em realizá-lo entre em contato através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

Acesse agora nosso blog e confira nossos outros posts: https://afinkopolimeros.com.br/blog/

Acompanhe-nos também pelo Facebookhttps://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)

 

Como determinar a presença de contaminantes em polímeros?

A presença de contaminantes em polímeros pode ser determinada em duas etapas. Na primeira etapa é confirmado a existência ou não de um contaminante. Na segunda, é possível determiná-lo ou identificar a sua natureza química.

 

Os polímeros podem ser contaminados por diversas substâncias: orgânicas, inorgânicas e até metálicas. Isso pode vir a ocorrer, por exemplo, em alguma etapa da cadeia de produção do material, desde sua obtenção, síntese e até em alguma fase do processamento de moldagem.

Já baixou nosso e-book sobre Identificação de Polímeros?
Baixe agora!
https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/)

 

Por que identificar a contaminação em polímeros?

Esse é um fenômeno indesejado, uma vez que pode causar, dependendo do contaminante, a perda ou alteração das propriedades desempenhadas pelo material, prejudicando sua aplicação. Logo, a identificação de uma possível contaminação torna-se um fator crucial para que se possa buscar uma forma de impedir que ela ocorra novamente.

Outro fator pelo qual a identificação da contaminação é importante, é em relação a toxicidade do material. Alguns contaminantes podem ser tóxicos e inviabilizar sua aplicação, caso seja constatada a sua presença em alguns materiais. Como é o caso das embalagens alimentícias, que podem intoxicar alimentos durante a aplicação, na presença de alguns tipos de contaminantes.

MEV, utilizado na identificação de contaminantes em polímeros

Figura: Imagem microscópica utilizada na identificação de contaminantes. Fonte: Acervo Próprio

Quais ensaios são capazes de identificar a contaminação de materiais?

Podemos dividir os ensaios em duas categorias: os que irão identificar a presença dos contaminantes e os que vão nos dar informações sobre sua natureza química.

Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC)

A técnica DSC consiste em submeter a amostra a uma varredura na temperatura, em uma faixa pré-definida e, através das variações de entalpia pode-se determinar algumas transições térmicas, que ocorrem em faixas de temperaturas específicas para cada polímero puro.

Portanto, caso o polímero em questão contenha na composição a presença de outro material polimérico indesejado, o DSC será capaz de identificar as transições térmicas de ambos durante o ensaio. Tornando possível constatar a presença de mais de um polímero na composição, e assim, evidenciando uma contaminação.

Termogravimetria (TGA)

Já o ensaio de Termogravimetria (TGA) analisa a perda de massa em função da variação da temperatura e/ou do tempo. Graficamente, quando existe a presença de mais de um tipo de material polimérico, haverá mais de uma região de decomposição, que também se apresenta em temperaturas específicas para cara material puro.

Além de evidenciar a presença de mais de um polímero na composição, é possível analisar também a presença de contaminantes orgânicos e quantificar o percentual mássico desse tipo de composto na amostra. Assim como a análise DSC, a Termogravimetria não identifica os contaminantes, apenas evidencia sua presença na composição.

(Nós já escrevemos um texto completo sobre a Termogravimetria.
Acesse já pelo link: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-e-o-ensaio-de-termogravimetria-tga/)

Resgultado do Ensaio TGA utilizado para identificação de contaminantes

Figura: Ensaio TGA utilizado para identificação de contaminantes. Fonte: Acervo Próprio

Espectroscopia no Infravermelho (FTIR)

Já a Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) é uma análise química que pode ser utilizada para a identificação de contaminantes nas amostras em estudo. Esse ensaio submete a amostra à ondas do espectro do infravermelho, e analisa quais comprimentos específicos dessas ondas foram absorvidos pelos grupamentos químicos que compõe a amostra.

Como cada grupamento químico absorve a onda em uma frequência característica, é possível através da comparação com referências, identificar e quantificar a presença de grupamentos específicos que fornecem informações sobre a composição da amostra, contribuindo para a identificação de contaminantes.

Cromatografia Gasosa (GC-MS)

A cromatografia gasosa também é um ensaio capaz de contribuir na identificação de contaminantes, principalmente ao se tratar de compostos voláteis orgânicos de baixa e média massa molar e polaridade. Essa técnica utiliza uma fase móvel gasosa que através de um fluxo, arrasta os compostos e os separa por diferentes pontos de ebulição, através da fase estacionária do equipamento (coluna) que pode ser sólida ou líquida.

Na saída da fase estacionária, há detectores capazes de identificar os compostos, bem como suas quantidades (dependendo da metodologia de extração utilizada).

Além do GC-MS, existem mais 2 tipos de Cromatografia.
Saiba mais agora: https://afinkopolimeros.com.br/3-tecnicas-de-cromatografia-mais-usadas/

Resultado GC-MS

Figura: Resultado do Ensaio GC-MS usado para identificação de contaminantes

Microscopia (MEV-EDS)

Já o MEV-EDS é um ensaio realizado no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) onde se realiza um procedimento de Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS). Nesse ensaio além da imagem da superfície, obtida pelo MEV, é observado o espectro gerado pela energia dispersiva dos raios X, da área analisada.  Assim, é possível identificar a morfologia da superfície do polímero, bem como a microanálise qualitativa feita por EDS, que identifica a presença de elementos químicos específicos na amostra. É possível também, determinar a porcentagem mássica de cada elemento na análise. Podendo então, identificar contaminação por metais e por compostos inorgânicos.

A Afinko Soluções em Polímeros, realiza todos os ensaios para determinar a presença de contaminantes em polímeros.

Caso tenha interesse em realizá-los, entre em contato através do e-mail:  contato@afinkopolimeros.com.br

Acesse agora nosso blog e confira nossos outros posts: https://afinkopolimeros.com.br/blog/

Nos acompanhe também pelo Facebookhttps://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Nós recomendamos:

E-book de Identificação de Plásticos e Borrachas – Afinko Soluções em Polímeros

Técnicas de Caracterização de Polímeros – Sebastião V. Canevarolo Jr. – Ed. Artliber – 2014

 

Quais cuidados devem ser tomados ao limpar a superfície de peças poliméricas com álcool?

A limpeza de superfícies com álcool faz parte de um hábito muito comum e de extrema importância para a higiene e principalmente em relação à saúde. Porém você sabia que alguns materiais são solúveis nesse tipo de composto orgânico e podem sofrer danos através dessa aplicação?

O hábito de aplicar produtos derivados de álcool, como por exemplo o próprio álcool gel, é bastante comum quando se fala sobre limpeza. Principalmente em momentos onde há riscos iminentes de contaminação, seja no trabalho ou em ambientes comuns.

O álcool é um muito importante quando tratamos da desinfecção não só de algumas partes do corpo, como as mãos, mas também de superfícies de objetos de uso pessoal ou comum. Esse composto orgânico apresenta propriedades microbicidas muito relevantes na prevenção de doenças e contaminações e, além disso, é de fácil acesso.

(Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/)

Porém, é importante saber que alguns materiais poliméricos são vulneráveis ao contato com o álcool. Isso ocorre porque cada polímero apresenta certa susceptibilidade à determinados tipos de solventes químicos. Ou seja, cada polímero é solúvel em solventes específicos, e insolúvel em outros.

Mas como ocorre esse mecanismo?

Para responder essa pergunta, é importante ressaltar que apenas os polímeros classificados como termoplásticos podem ser solubilizados por algum tipo de composto químico. Logo, os polímeros termofixos e elastômeros (apenas os que possuem ligações cruzadas) não apresentam solubilidade quando em contato com solventes.

(Se você não sabe o que é um polímero termoplástico, nós já escrevemos um texto sobre isso:  https://afinkopolimeros.com.br/termoplasticos-e-termofixo-entenda/)

Os polímeros termoplásticos, têm suas cadeias poliméricas ligadas entre si através de ligações secundárias. Essas ligações secundárias são forças de atração que se manifestam através da aproximação das cadeias. Quando algum composto orgânico, quimicamente apto a solubilizar um polímero específico, entra em contato com a superfície do mesmo, tem a capacidade de vencer essas ligações secundárias, responsáveis por tornar um polímero sólido, e se posicionam entre as cadeias poliméricas.

Ou seja, o solvente de um polímero, é um composto capaz de fazer com que a interação polímero-polímero seja enfraquecida. Esse processo faz com que o polímero perca algumas propriedades, principalmente as mecânicas, já que com o enfraquecimento e extinção das forças secundárias entre as cadeias, o estado sólido do polímero pode ser comprometido, junto as suas propriedades e sustentação mecânica.

E quais materiais podem ser atacados pelo álcool?

Um dos polímeros de uso comum que pode ser afetado pelo contato com álcool é o Policarbonato. Como explicado anteriormente, o álcool (etanol) é um bom solvente para o Policarbonato e assim tem a capacidade de dissolvê-lo. A pureza do solvente utilizada influencia bastante na capacidade de dissolução, porém sua aplicação, mesmo em menores concentrações, como álcool 70%, por exemplo, pode causar danos superficiais e mesmo a drástica perda de propriedades e integridade estrutural.

O Policarbonato tem diversas aplicações, sendo um dos principais materiais utilizados, por exemplo, na produção de lentes oftálmicas. Ambos também são utilizados na forma de chapas, responsáveis por substituir, em alguns casos, o vidro, aplicado em coberturas, faróis automotivos, entre outros produtos.

Cuidados ao limpar polímeros com álcool

 

Quais ensaios podem contribuir para a prevenção do problema?

 Para se obter a dimensão de possíveis danos causados pela aplicação desse tipo desse tipo de produto químico sobre alguns materiais, pode-se realizar um ensaio de resistência química, onde se avalia a estabilidade do material em relação a um possível ataque químico.

Outro ensaio que pode ser realizado é a análise de resistência mecânica após imersão. Nesse caso avalia-se o comportamento mecânico do material em questão após uma exposição do mesmo a um possível ataque químico.

Em alguns casos, dependendo qual o material em questão o ensaio de stress cracking também pode ser aplicado para a análise do comportamento e a identificação de possíveis falhas.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza todos esses ensaios. Se você tem interesse em realizar alguns desses ensaios, entre em contato pelo e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

Gostou da matéria?

Acesse agora nosso blog e confira nossos outros posts: https://afinkopolimeros.com.br/blog/

Nos acompanhe também pelo Facebookhttps://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)

Intempéries: é possível um polímero resistir?

As intempéries são um dos grandes causadores de degradação de materiais poliméricos.

Plásticos são comumente utilizados em aplicações em que são expostos ao sol e chuva. Brinquedos em playground, decks, móveis de jardim, dentre outros, são exemplos os quais os plásticos substituíram materiais como madeira e metal. Dentre os diversos motivos dessa substituição, a redução do peso, do custo e a durabilidade do material são fatores importantes.

Apesar dos polímeros, em sua maioria durarem mais, a escolha do polímero ideal para aplicações externas é fundamental. Isso se deve ao fato de que nem todo polímero reage da mesma forma quando exposto às intempéries. A maioria dos polímeros sofrem degradação quando expostos a essas condições. Entretanto alguns deles são mais resistentes.

Nós falamos sobre a degradação neste texto aqui: https://afinkopolimeros.com.br/degradacao-dos-plasticos/

A resistência ao intemperismo pode ser analisada através do ensaio de Envelhecimento Acelerado.
Nós explicamos mais sobre este ensaio neste texto aqui: https://afinkopolimeros.com.br/weatherometer-envelhecimento-acelerado/

Cadeira Exposta ao Sol

Cadeira Exposta a intempéries

O que torna um polímero resistente às intempéries?

A estrutura química do material é fundamental. Assim, termofixos curados tendem a possuir maior resistência por possuírem estrutura reticulada. Quando as cadeias estão assim organizadas, é necessária uma maior quantidade de energia para que o material sofra degradação.

Além da estrutura química, o uso de aditivos como estabilizadores de UV e negro de fumo são muito utilizados para melhorar a performance do produto em ambientes externos.

Por fim, também é muito comum pintar o produto final com uma camada de tinta. Assim, com esta camada, os raios UV e a chuva não atingem diretamente o produto, aumentando assim a sua durabilidade.

Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/

A Afinko realiza o ensaio de envelhecimento acelerado, ou ensaio de intemperismo, em peças poliméricas de qualquer seguimento da indústria.

Caso tenha interesse em realizar o trabalho conosco, entre em contato: https://afinkopolimeros.com.br/contato

Gostou da matéria?

Confira muitas outras: https://afinkopolimeros.com.br/blog

Siga a gente no Facebook: https://www.facebook.com/afinkopolimeros

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)


Nós recomendamos:

ACME Plastics
Osborne Industries

Qual a importância da seleção de materiais?

Em meio a tantas opções de materiais, escolher o melhor para ser aplicado em um determinado projeto se torna algo extremamente difícil.

A ciência não para de descobrir e desenvolver novos materiais. Isso faz com que a escolha de um material adequado para determinado projeto fique cada vez mais difícil.  Entretanto, essa escolha é parte fundamental do projeto.

Qual a importância?

O sucesso do produto final depende fortemente do material utilizado. A escolha errada deste pode causar falha prematura do produto, bem como um produto superdimensionado será custoso para o projeto. Para ambos os casos, a escolha errada será refletida em custos e na segurança do usuário.

Assim, a seleção de materiais pode ser executada pensando em diferentes objetivos. Por exemplo:

  • Redução de custos;
  • Novas condições de serviço;
  • Novo processamento;
  • Redução de peso;

Dentre outros.

Mapa de Ashby – Um dos principais diagramas utilizados na seleção de materiais

Mapa de Ashby – Módulo Elástico (Young) x Densidade, com IM’s. Fonte: sciencedirect

Como é realizada?

Para que seja possível chegar em uma lista de prováveis materiais que podem ser utilizados no projeto, podem ser utilizados os “Mapas das Propriedades dos Materiais”, conhecidos como Mapas de Ashby, que foi quem inicialmente desenvolveu o mesmo.

Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/

Estes mapas procuram agrupar todas as famílias de materiais cujas coordenadas compõem Índices de Mérito (ou de desempenho). Em geral, o agrupamento dos materiais nos mapas faz com que seja necessário o uso de escalas logarítmicas, ocasionando uma perda de definição, que é compensada ampliando-se regiões do mapa.

O índice de mérito (IM), em vermelho no mapa acima, é uma fórmula algébrica que expressa uma relação entre duas propriedades ou características. A partir disso, quanto maior o IM, mais adequado é o material para aquela função planejada.

Tem algum projeto e não sabe qual material usar?
A Afinko Soluções em Polímeros presta consultoria na seleção de materiais. Caso tenha interesse, entre em

contato conosco: https://afinkopolimeros.com.br/contato

Gostou da matéria?
Confira muitas outras em: https://afinkopolimeros.com.br/blog

E nos sigam também no Facebook através do link: https://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/ 

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)


Nós recomendamos:

Science Direct
Michael Ashby – Seleção de Materiais no Projeto Mecânico

Como determinar uma contaminação em um polímero?

Afinal, a contaminação de um produto pode ser detectada?

Contaminações em produtos poliméricos nem sempre são bem-vindas. Em geral elas podem alterar diferentes propriedades (térmicas, mecânicas, reológicas, etc) de matérias-primas e produtos acabados.

Caso isso esteja acontecendo, fique atento ao que vem a seguir!

Mas antes, você já pensou em realizar um curso de Análise de Falhas em Materiais e Produtos Poliméricos?

Neste curso você irá estudar técnicas que podemos aplicar para diversos tipos de situações em que produtos e/ou matérias-primas quebram ou apresentam defeitos.

Sim! É possível!

Para isso, utilizamos técnicas que nos permitem analisar e, quando possível, comparar o material puro (sem contaminante) com o material contaminado.

Podemos utilizar, por exemplo, o Ensaio de DSC (Calorimetria Exploratória Diferencial) . Com os resultados desta análise é possível, entre outras avaliações, verificar a presença de possíveis contaminantes voláteis e/ou outro material polimérico.

Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/

Outra análise possível de ser realizada é de a TGA (Análise Termogravimétrica).

Neste ensaio, a perda de massa (decomposição) é monitorada durante uma faixa de temperatura responsável por aquecer o material. Quando há mistura de materiais que apresentem decomposição distintas é possível detectar e quantificar os diferentes materiais presentes na amostra analisada. Ressalta-se que não se trata de uma técnica de identificação. Na figura abaixo vemos as curvas de TGA para o polipropileno (PP), polietileno (PE) e para a mistura de ambos.

Curvas TGA referentes a determinação da contaminação de polímeros

Figura: Curvas de TGA para o polipropileno (PP), polietileno (PE) e para a mistura de ambos

Mas qual contaminante?

Os ensaios acima são capazes que constatássemos a contaminação, ou seja, responsáveis por nos dar informações quantitativas dos elementos presentes no material. Porém além de se quantificar o composto contaminante, também é interessante e em alguns casos, até mesmo crucial que se identifique a natureza de substâncias indesejadas. Então, como descobrir qual é o contaminante?

Para isso, podemos utilizar análises químicas e microscópicas.

A primeira técnica que vamos falar é a de FTIR (Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier).  O resultado desta técnica é detecção de grupamentos químicos. Portanto, através destes resultados é possível a identificação de materiais (desde que estejam em concentrações detectáveis), verificar a presença de degradação, e em alguns casos, quando se tem um padrão/referência determinar se há a contaminação e qual o teor da mesma. Para esta técnica temos capacidade de fazer análises pontuais em partículas da ordem de micrometros.

Falamos mais sobre o ensaio de FTIR neste texto aqui: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-e-analise-de-ftir/

Outra técnica analítica que podemos usar é GC-MS (Cromatografia Gasosa Acoplada à Espectrometria de Massas). Nela é realizada a separação de substâncias químicas de baixa e média polaridade presentes numa amostra complexa, onde cada substância separada possui um espectro de massas. A comparação dos espectros de massas com bancos de dados possibilita a identificação de aditivos e/ou contaminantes.

Não lembra o que é o Ensaio de Cromatografia? Clique no link e relembre: https://afinkopolimeros.com.br/3-tecnicas-de-cromatografia-mais-usadas/

No caso de contaminantes não orgânicos, podemos utilizar a técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplada a análise química de EDS (Energy Dispersive Spectroscopy – Espectroscopia por Dispersão de Energia de Raios-X). Com esta técnica podemos verificar tanto a morfologia e tamanho do contaminante (partícula, fibras, etc) bem como determinar os elementos químicos presentes no mesmo. Na figura abaixo podemos verificar as fibras presentes na amostra e também uma partícula (B) na qual foi realizada análise química.

E ai? Tem algum material contaminado? Então, entre em contato conosco para que possamos lhe auxiliar!
https://afinkopolimeros.com.br/contato

Gostou da matéria?

Acesse agora nosso blog e confira essas e outras: https://afinkopolimeros.com.br/blog/

Acompanhe a gente pelo Facebook: https://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)

2 Técnicas fundamentais para descobrir do que um produto é feito.

Entre as inúmeras técnicas de caracterização que existem, duas são fundamentais para descobrir de que tipo polímero ou “plástico” um produto é feito.

Uma das grandes solicitações que temos aqui na Afinko é para identificar o material de determinado produto.

Estes produtos algumas vezes são matérias-primas outras são produtos acabados. Em ambos os casos é possível realizar análises que indiquem sua composição principal. Para isso, nós utilizamos várias técnicas que fornecem as mais diversas informações.

Neste texto aqui nós comentamos sobre as análises físicas e químicas e suas diferenças.

Falando nisso, você já se inscreveu no nossos cursos de Caracterização Mecânica e Análise de Falhas em Peças Poliméricas?? Não?!

» Não perca a oportunidade! Inscreva-se nos links:

Em nosso site, você pode encontrar aproximadamente 40 técnicas de análises de materiais. Mas será que todas elas são necessárias?

Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/

Evidentemente que quanto mais análises realizarmos, mais informações teremos sobre o material. Porém separamos duas técnicas principais para determinar de que polímero é feito seu material: FTIR e DSC, as quais, sem dúvida nenhuma, são as mais utilizadas para caracterização de polímeros.

1)     Espectroscopia no Infravermelho (FTIR)

Nós falamos sobre o Ensaio de FTIR neste texto aqui.

Basicamente, através da análise do espectro resultante do ensaio, é possível observar os grupamentos químicos. A partir deles, na maior parte dos casos, é possível identificar o material polimérico do qual uma determinada amostra é composta. Isso só é possível pois cada polímero tem uma “impressão digital” no infravermelho.

O FTIR é um ensaio químico que permite identificar materiais desconhecidos e contaminações, determinar o índice de oxidação, avaliar degradação, quantificar alguns compostos, avaliar misturas de materiais, etc.

Análise FTIR - Em azul PET, em verde PBT.

Figura: Espectro obtido através da análise FTIR – Em azul PET, em verde PBT.

2)     Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

O Ensaio de DSC é utilizado para determinar algumas propriedades térmicas de um material como temperatura de Transição Vítrea (Tg), Temperatura de Fusão (Tm), Temperatura de Cristalização (Tc). Além de Tempo de Cristalização, Entalpia de Fusão, Porcentagem de Cristalinidade, Calor Específico, Capacidade Calorífica, Velocidade de Cura dos polímeros, etc.

Através dessa técnica é possível detectar tensões congeladas em peças acabadas, contaminação e mistura de materiais, tempo de oxidação (OIT e OOT), algumas quantificações para mistura de materiais, dentre outras aplicações.

Nós falamos detalhadamente sobre o Ensaio de DSC aqui.

Gráfico de uma análise DSC, uma das técnicas responsáveis para determinar o material que compõe um produto

Figura: Gráfico obtido através de uma análise DSC.

Da união das duas, vem a confirmação.

Assim, combinando os resultados das análises é possível afirmar qual é o material constituinte de uma determinada amostra polimérica.

Isso porque a análise de FTIR irá informar os grupamentos químicos presentes na amostra. Eles podem ser característicos de determinado polímero de fácil identificação, ou podem estar contaminados (ou misturados) com outro, alterando o espectro obtido, ou podem ser de algum que necessite de mais informações para afirmar o polímero.

Assim, no caso da segunda e terceira situações descritas acima, o Ensaio de DSC contribui para confirmar qual, ou quais, polímeros se encontram naquele produto.

Quer saber do que é composto seu material polimérico?!

Entre em contato conosco! Nós podemos ajudar!

Ensaio de DSC: https://afinkopolimeros.com.br/servicos/ensaios-laboratoriais/ensaios-termicos/#calorimetria

Ensaio de FTIR: https://afinkopolimeros.com.br/servicos/ensaios-laboratoriais/ensaios-quimicos/#ftir

Gostou da matéria?

Acesse agora nosso blog e confira essas e outras: https://afinkopolimeros.com.br/blog/

Nos acompanhe também pelo facebook: https://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)

O que é um Polímero Auto-extinguível?

O triste episódio que aconteceu no CT do Flamengo este mês chocou o país.

Um dos assuntos que foram tratados nisso tudo, foi a questão do Poliuretano usado nos contêineres. Segundo a empresa fabricante dos contêineres, o material utilizado possui característica auto-extinguível. O que significa isso?

O que faz um polímero ser auto-extinguível?

Ser auto-extinguível é uma classificação determinada por norma, como a UL 94. Mas o que o faz ter essa classificação?

Isso acontece devido ao uso de aditivos.

Também conhecidos como modificadores de plásticos, os aditivos são substâncias adicionadas aos polímeros com o objetivo de melhorar alguma(s) propriedade(s), seja física, química ou elétrica, além de ter a capacidade de melhorar o processamento do mesmo. Em geral, são aplicados em pequenas quantidades (até 2%) antes da formação do pellet comercial.

E para que um polímero seja qualificado como auto-extinguível é utilizado um aditivo chamado: Retardante de Chamas.

Ensaio responsável por determinar se o polímero é auto-extinguível

Ensaio de Flamabilidade segundo a norma UL 94. Esquerda: PET; Direita: PMMA; Fonte: NUDECPlastic.

Como funciona o Retardante de Chamas?

Esse aditivo tem como objetivo RETARDAR ou, se possível, eliminar a propagação de chamas. Ele faz com que o material polimérico demore mais tempo para iniciar sua combustão, diminui a velocidade de queima e a emissão de fumaça.

Assim, o objetivo principal deste aditivo é SALVAR VIDAS.

Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/

Para que algo seja queimado é necessário combustível, oxigênio e chama. Sem oxigênio a queima não consegue se sustentar ou continuar. Assim, os retardantes de chama atuam através de dois mecanismos:

  • Remoção/Absorção do oxigênio do ar que envolve a chama;
  • Forma uma camada de material ao redor da chama para evitar o fluxo de calor.

Existem mais de 200 tipos de retardantes de chama, sendo que os elementos químicos mais comuns utilizados em sua composição sãobromo, cloro, fósforonitrogênio e hidróxidos metálicos.

Vale lembrar que alguns polímeros como o Policloreto de Vinila (PVC) é naturalmente um retardante de chamas, isso porque, durante sua queima, é produzido ácido clorídrico (HCl), água e gás carbônico. Dessa forma, ele utiliza ambos os mecanismos de retardamento. O cloro produzido reage com o oxigênio, removendo/absorvendo do redor da chama. O PVC incha formando uma camada que obstrui o fluxo de oxigênio.

Para poliuretano, o retardante mais utilizado são os baseados em fósforo. Seu funcionamento é diferente dos retardantes halogenados. Eles desidratam formando uma camada carbônica na superfície do material, impedindo que o fogo o atinja e que se forme a combustão.

No texto da próxima semana nós vamos explicar como é o Ensaio de Flamabilidade (ou Inflamabilidade) que determina se o polímero é ou não auto-extinguível.

Gostou da matéria?
Acesse outras em nosso blog: www.afinkopolimeros.com.br/blog

Nos acompanhe também pelo Facebook: https://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Quer testar seu material no Ensaio de Flamabilidade?
Clique AQUI e solicite um orçamento!

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)


Nós recomendamos:

 

Polímeros Bioabsorvíveis: o que são e como ensaiá-los

Se você já teve alguma ferida, machucado ou corte que foi suturado com fios que se dissolvem naturalmente com o tempo? Eles eram polímeros bioabsorvíveis!

O que são?!

Os polímeros bioabsorvíveis são aqueles que são absorvíveis pelo corpo sem causar danos à saúde.

É errado dizer que são biopolímeros pois segundo a definição da IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemists), um biopolímero é um polímero produzido por organismos vivos, incluindo proteínas, polissacarídeos e ácidos nucleicos (DNA e RNA). Dessa forma, materiais que são produzidos sinteticamente a partir de monômeros naturais são classificados como “Materiais Biobaseados”.

Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/

Falamos sobre Biopolímeros, Plástico Verde e Materiais Biobaseados aqui

São muito utilizados na medicina

Os polímeros bioabsorvíveis mais conhecidos são Poliácido Lático (PLA), Poliácido Glicol (PGA), Policaprolactona (PCL) e seus copolímeros. Eles possuem a capacidade de serem absorvidos pelo corpo humano sem causar prejuízos aos tecidos, tornando-os materiais ideais para uso em implantes, por exemplo. Neste caso, estes materiais atendem requisitos como:

  • Biocompatibilidade
  • Alta massa molar
  • Resistência Mecânica
  • Capacidade de entregar o medicamento, por exemplo, no lugar em que o implante se localiza
  • Processo de degradação previsível e taxa de reabsorção no corpo

Com isso, a estabilidade e durabilidade desses materiais passam a ser cruciais. A degradação precisa acontecer de forma controlada pois este é, literalmente, um caso de vida ou morte. Devemos lembrar que estes polímeros bioabsorvíveis estarão em um ambiente com variação de temperatura, umidade e pH, constantemente. Dessa forma, projetar e desenvolver estes polímeros é extremamente complicado e necessita de muita pesquisa e desenvolvimento do produto.

Implantes Bioabsorvíveis

Figura: Implantes Bioabsorvíveis

Alguns ensaios podem prever a degradação

Aqui na Afinko Soluções em Polímeros realizamos alguns ensaios que permitem analisar a degradação do material. Alguns exemplos de ensaios são:

  • Titulação Karl Fischer: Permite identificar a umidade presente no material. A umidade pode acelerar a degradação do polímero bioabsorvível no corpo.
  • Índice de Fluidez (MFI): O índice de fluidez pode ser entendido como uma avaliação indireta da massa molar do polímero, pois quanto maior o índice de fluidez, menor é a viscosidade do polímero e consequentemente menor sua massa molar.
  • Cromatografia Gasosa Acoplada a Espectrometria de Massas (GC-MS): permite a separação de misturas complexas de compostos voláteis e termoestáveis, e a detecção por MS permite a identificação de compostos em quantidades de partes por bilhão (ppb) através da observação da massa e fragmentação das moléculas. É utilizada para avaliar o perfil químico de misturas e amostras complexas, para identificar aditivos, monômeros, solventes e impurezas residuais.
  • Espectroscopia no Infravermelho (FTIR): O ensaio de FTIR é utilizado na caraterização e identificação de grupamentos químicos de materiais orgânicos e inorgânicos e permite avaliar diversas características como: identificar materiais desconhecidos e contaminações, determinar o índice de oxidação, avaliar degradação, quantificar alguns compostos, avaliar misturas de materiais, etc.

 

A Afinko Soluções em Polímeros pode auxiliar no desenvolvimento destes materiais. Realizamos todas as análises mencionadas acima e muitas outras. Entre em contato conosco para que possamos entender o projeto e ajudar a desenvolvê-lo.
https://afinkopolímeros.com.br/contato

 

Gostou da matéria?

Acesse nosso blog e confira muitas outras: https://afinkopolimeros.com.br/blog

Nos acompanhe também pelo Facebook: https://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)

Resistência Mecânica em Objetos Impressos em 3D

É comum ouvirmos que peças impressas em 3D possuem baixa resistência mecânica. Mas isso realmente é verdade?

Depois de explicarmos o que é a impressão 3D e sua história, e os tipos de impressão 3D segundo a ASTM, chegou a hora de falar sobre seus produtos.

A resistência de peças impressas em impressoras 3D, principalmente FDM, varia com diversos fatores como: sentido da impressão, percentual e tipo de preenchimento, material, condições de processamento, entre outros.

Além disso, não é sempre que precisamos de uma alta resistência. Isso dependerá do seu uso como produto final.

Confira abaixo como os três primeiros fatores citados acima afetam a resistência!

Sentido da impressão

Alguns objetos impressos em 3D (principalmente em FDM) possui propriedades anisotrópicas. Em geral, elas são muito melhores no sentido X-Y do que em Z. Isso se deve ao fato de o processo ocorrer camada por camada (plano X-Y), unidas verticalmente (plano Z).

Dessa forma, a forma como o objeto será impresso é crucial para a resistência mecânica.  Assim, no caso de um objeto que tenha que suportar certa carga, seja de tração ou compressão, por exemplo, ele deve ser impresso de forma que a solicitação ocorra ao longo do sentido X-Y o qual foi impresso. Caso contrário, principalmente para objetos impressos em FDM, haverá maior chances de ocorrer delaminação e fratura quando solicitados na direção Z de impressão. A diferença na resistência pode chegar a 4 ou 5 vezes maior em X-Y.

Representação das camadas. Fonte: 3D HUB

Figura: Representação das camadas. Fonte: 3D HUB

Percentual de Preenchimento

O percentual de preenchimento é responsável pela estrutura interna de um objeto. Essa estrutura faz toda diferença para objetos que possuem maior solicitação de força.

Antes de continuar lendo, acesse o link e faça já o download do e-book gratuito sobre Identificação de plásticos e borrachas:https://afinkopolimeros.com.br/e-book-identificacao-de-materiais/

Comparando-se objetos iguais, temos que um com 50% de preenchimento chega a ser 25% mais resistente do que um 25% preenchido. Da mesma forma, um objeto com 75% de preenchimento possui uma resistência de 10% maior que o objeto 50% preenchido.

Porcentagem de Preenchimento. Fonte: 3D HUB

Figura: Porcentagem de Preenchimento. Fonte: 3D HUB

Entretanto, tensões residuais se acumulam em objetos maciços. A elaboração de espaçamentos e bolsas de ar são importantes em um projeto para facilitar a dissipação do calor. Isso evitará o acumulo de tensões residuais e empenamento da peça, que pode ocorrer antes da impressão ser finalizada. Este empenamento pode ocorrer devido ao fato de que as bordas do objeto tendem a resfriar mais rápido do que seu interior, causando diferença na contração das partes do objeto.

Somado a estes fatos, há o custo do objeto. É fácil compreender que, para imprimir um objeto maciço, será necessário maior quantidade de material e maior tempo de impressão, quando comparado a um material com vazios ou bolsas de ar.

Geometria do preenchimento

Assim como a porcentagem de preenchimento, a geometria também afetará as propriedades mecânicas.

Dentre as formas mais comuns tem-se:

•         Retangular: Resistência mecânica em todas as direções. Possui boa velocidade de impressão.

•         Triangular ou Diagonal: Resistência mecânica na direção das paredes. Leva mais tempo para ser impresso.

•         Wiggle (Zigue-Zague): Permite que o objeto seja torcido ou comprimido. Ideal para impressão em borracha ou nylon.

•         Colmeia: Alta resistência mecânica em todas as direções. A geometria mais comum e rápida velocidade de impressão.

resistência mecânica

Figura: Geometria de Impressão. Fonte: 3D HUB

A Afinko Soluções em Polímeros pode te ajudar a desenvolver a melhor estrutura para seu material impresso. Também podemos ajudar a realizar testes para analisar a resistência mecânica do produto.

Entre em contato e solicite um orçamento: https://www.afinkopolimeros.com.br

 

Gostou da matéria?
Acesse nosso blog e confira muitas outras: https://www.afinkopolimeros.com.br/blog

Nos acompanhe também pelo Facebook: https://pt-br.facebook.com/afinkopolimeros/

Siga-nos no instagram: @afinkolab (https://instagram.com/afinkolab)

 


Nós recomendamos:

3D Hub
3D Lab