O que são transições térmicas e como determiná-las em polímeros?

As transições térmicas são transformações na estrutura dos polímeros causadas pela temperatura em que são submetidos podendo interferir diretamente em suas propriedades.

O que são transições térmicas?

Quando um polímero é submetido à um aquecimento ou resfriamento, sua estrutura pode sofrer transformações de fase. Tais transformações podem envolver absorção ou liberação de energia na forma de calor, e são conhecidas como transições térmicas. As transições térmicas ocorrem de acordo com os níveis energéticos absorvidos ou liberados, pois cada transformação demanda uma determinada quantidade de energia.

Existem dois tipos principais de transições térmicas:

Transições de primeira ordem: São transições que ocasionam alterações instantâneas na entropia e no volume específico do polímero em função da temperatura ou pressão. Como exemplo temos a Cristalização e a Fusão dos Cristais.

Transições de segunda ordem: São transições que, ao contrário das transições de primeira ordem, não resultam em alterações instantâneas de entropia e nem no volume específico do polímero em função da temperatura ou pressão. Como exemplo temos a Transição Vítrea.

(Nós já escrevemos um texto sobre transição vítrea aqui no blog. Leia agora clicando no link: https://afinkopolimeros.com.br/temperatura-de-transicao-vitrea-tg/)

Por que determinar as transições térmicas?

Em alguns casos é de extrema importante conhecer as faixas de temperatura onde ocorrem essas transformações, pois elas podem afetar diretamente as propriedades dos polímeros, e consequentemente seu desempenho, bem como as condições de processo e moldagem de cada um deles.

A cristalização, por exemplo, é responsável por garantir ao polímero um aumento gradual em sua resistência mecânica. Portanto, conhecer a temperatura e a cinética dessa transição térmica é de extrema importância para controlá-la durante o processamento. Além disso, ter conhecimento da temperatura onde ocorre a fusão dos cristais também é necessário, principalmente para realizar a seleção correta do material para cada aplicação e escolher as melhores condições de moldagem.

Imagem de molécula polimérica que sofrem alterações entre si através das transições térmicas

Figura: Imagem Ilustrativa de Molécula Química

Outra transição térmica importante, e que está diretamente associada às propriedades e aplicações dos polímeros é a Transição Vítrea. Essa transição ocorre quando, durante o aquecimento, a fase amorfa de um material polimérico passa de um estado vítreo, onde suas cadeias não possuem energia suficiente para ter mobilidade, para um estado borrachoso, onde as cadeias de sua fase amorfa passam a ter energia interna suficiente para de deslocar.

Quais ensaios são utilizados para determinar as transições térmicas?

Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMA ou DMTA).

A análise DMTA é responsável por determinar com exatidão a temperatura onde ocorre a Transição Vítrea (Tg). É um ensaio onde a amostra é submetida à uma deformação oscilatória (senoidal, na maioria das vezes), que pode ser de tração, flexão, torção e cisalhamento. Durante o ensaio, o equipamento mensura a resposta mecânica da amostra enquanto ocorre uma varredura em uma faixa de temperatura definida.

À medida que um polímero termoplástico é aquecido, e submetido às deformações, em uma determinada temperatura específica ocorre a perda da rigidez original, devido ao ganho de mobilidade das cadeias da fase amorfa, caracterizada graficamente por uma queda no módulo de armazenamento em função da temperatura.

Desta forma, através da análise gráfica, ao se analisar a queda no módulo pronunciada no gráfico, gerado pelo equipamento DMTA, é possível determinar com exatidão a temperatura onde ocorre a transição vítrea (Tg), responsável pela perda de rigidez do material polimérico.

Curvas característica do ensaio DMTA, utilizado na análise de transições térmicas

Figura: Curvas geradas pelo Ensaio DMTA.

Ensaio Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC).

O ensaio de DSC é capaz de determinar com exatidão o processo de cristalização e de fusão dos cristais, além de determinar a faixa de temperatura onde ocorre a transição vítrea da amostra. Essa análise consiste em submeter a amostra a uma varredura em uma faixa de temperaturas definida e, através das variações de entalpia pode-se determinar as transições térmicas, tanto de primeira quanto de segunda ordem.

(Nós já escrevemos um texto completo sobre o ensaio de DSC. Confira agora clicando no link: https://afinkopolimeros.com.br/dsc-o-que-e-e-para-que-serve/)

Curvas característica do ensaio DSC, utilizado na análise de transições térmicas

Figura: Curva característica gerada durante o ensaio DSC.

Ao realizar um ensaio de DSC, obtém-se como resultado uma curva que relaciona o fluxo de calor com a temperatura, durante as condições de aquecimento e resfriamento aplicadas. A Transição vítrea (Tg), é caracterizada graficamente por uma mudança na linha de base da curva DSC como destacado na figura abaixo.

Já as temperaturas onde ocorrem as transições de primeira ordem, como a Cristalização (Tc) e a Fusão Cristalina (Tm), são caracterizadas por picos bem definidos no gráfico, podendo ser exotérmicas (liberação de calor) ou endotérmicas (absorção de calor) como destacado na figura abaixo.

Curvas característica do ensaio DSC, utilizado na análise de transições térmicas

Figura: Curva característica gerada durante o ensaio DSC.

Além de sua indiscutível utilidade prática em processamento e aplicação de polímeros, a determinação e conhecimento das transições térmicas são uma poderosa ferramenta na caracterização de polímeros, contribuindo de maneira relevante para sua identificação.

A Afinko Soluções em Polímeros, realiza todos os ensaios necessários para a identificação das Transições Térmicas de diversos polímeros. Caso tenha interesse em realizá-los, entre em contato através do e-mail:  contato@afinkopolimeros.com.br

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O que são Copolímeros e quais as suas classificações?

Copolímero é o nome dado à polímeros que contém em sua cadeia mais de um tipo de mero na composição.

O que são Copolímeros?

Os polímeros de forma geral são materiais constituídos por grandes moléculas compostas pela repetição de uma unidade estrutural conhecida como “mero”. Os polímeros mais comuns, apresentam a repetição de apenas um tipo de mero e podem ser classificados como Homopolímeros.

(Nós já escrevemos um texto falando sobre o que são polímeros e como é a sua estrutura, confira já clicando no link: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-sao-polimeros/)

Já Copolímero, é o nome dado à classe dos polímeros que apresentam mais de um tipo de unidade de repetição na composição de suas macromoléculas. Essa repetição pode ser classificada em algumas categorias de acordo com a disposição de cada tipo de mero na cadeia.

Entre as classificações estão os Copolímeros Em Bloco, Alternado, Estatístico (ou Aleatório) e Enxertado (ou Grafitizado). As classificações são dadas de acordo com a disposição de cada mero na cadeia do Copolímero, conforme a imagem abaixo:

Exemplo de Tipos de Copolímeros

Figura: Exemplo de Tipos de Copolímeros. Fonte: Acervo próprio.

Copolímeros e suas propriedades

O principal motivo de compor a cadeia polimérica com dois ou mais meros está relacionado a busca de novas propriedades ou do aprimoramento de propriedades já existentes nos respectivos homopolímeros.

Como exemplo, podemos falar sobre o Copolímero conhecido como PETG (Polietileno Tereftalato Glicol) utilizado amplamente pela indústria de bebidas carbonatadas. O setor responsável por esse tipo de produto necessita que as garrafas tenham um certo grau de transparência que não pode ser alcançada pelo PET comum (polietileno-tereftalato), altamente cristalizável.

Com o desenvolvimento do PETG, copolímero capaz de retardar a cristalização, tornou-se possível alcançar a propriedade desejada por este setor que produz toneladas desse material anualmente.

EVA: um dos tipos de copolímeros

Figura: Imagem de placas de EVA (Copolímero). Fonte: Plástico Virtual

O ensaio FTIR na identificação de Copolímeros

O ensaio FTIR, também é conhecido como Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Essa análise química pode ser utilizada para a identificação dos grupamentos químicos presentes na composição de uma amostra de Copolímero. Esse ensaio submete a amostra à radiação eletromagnética nos comprimentos de onda do infravermelho, e analisa quais comprimentos específicos dessas ondas foram absorvidos pelos grupamentos químicos que compõe a amostra.

(Nós temos um texto completo falando sobre o ensaio FTIR, acesse já: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-e-analise-de-ftir/)

Em relação aos Copolímeros, um exemplo de aplicação desse ensaio pode ser no processo de diferenciação do Polipropileno (PP) Homopolímero do PP Copolímero. A diferenciação nesse caso é dada através da absorção específica que ocorre em uma das bandas de número de onda específico, referente a longas cadeias carbônicas, que aparece apenas em PP copolímero, ou seja, está ausente no PP Homopolímero.

O ensaio DSC na identificação de Copolímeros

A técnica DSC consiste em submeter a amostra a uma varredura de 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 amostra polimérica.

Portanto, o DSC será capaz de identificar as transições térmicas do Copolímero durante o ensaio. Tornando possível entender as faixas de temperaturas onde ocorrem alguns eventos térmicos como a fusão e a cristalização, caracterizando termicamente a amostra de copolímero em estudo.

Além disso, em alguns casos, também é possível diferenciar um Homopolímero de um Copolímero através dessa técnica, por conta dos comportamentos térmicos distintos que os materiais podem apresentar.

Como exemplo, há o caso do Poliacetal (POM) comercializado como Homopolímero, conhecido como POM-H, e como Copolímero, conhecido como POM-C. Nesse caso a análise DSC é capaz de medir os pontos de fusão desses polímeros, possibilitando diferenciá-los devido POM-C possuir temperaturas de fusão mais baixas que POM-H, tornando possível tal distinção através do ensaio DSC.

A Afinko Soluções em Polímeros, realiza todos os ensaios necessários para a identificação de Copolímeros. Caso tenha interesse em realizá-los, entre em contato através do e-mail:  contato@afinkopolimeros.com.br

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Máscaras de não tecido (TNT): Quais as Normas e Polímeros envolvidos.

Os materiais não tecidos (TNT) para máscaras de cobrimento parcial do rosto mais indicados para esta aplicação são, o Polipropileno, Polietileno e Poliestireno.

A utilização de máscaras é essencial e, em muitos casos, obrigatórias em diferentes situações. Comumente pode ser observada em laboratórios, hospitais, construção civil, indústrias químicas, como medida para a proteção de vias respiratórias quanto a exposição a agentes físicos (poeira/partículas), químicos (gases, solventes) ou biológicos que podem desencadear algum tipo de doença, asfixia, alergia, etc. Atualmente, em virtude da pandemia do COVID -19, a utilização de máscaras protetivas tem sido recomendada e, em muitas regiões, obrigatória, com o intuito de proteger a população e minimizar a propagação do vírus.

Deve cobrir adequadamente toda área do nariz e da boca do profissional, possuir um clipe nasal, constituído de material maleável, que permita o adequado ajuste ao contorno do nariz e das bochechas.

Normas que regulamentam as máscaras de não tecido

Para a produção de máscaras faciais não profissionais pode ser utilizado Tecido Não Tecido (TNT) sintético, desde que o fabricante garanta que o tecido não causa alergia, e seja adequado para uso humano. Quanto a gramatura de tal tecido, recomenda-se gramatura de 20 – 40 g/m². É recomendável que o produto manufaturado tenha 3 camas: uma camada de tecido não impermeável na parte frontal, tecido respirável no meio e um tecido de algodão na parte em contato com a superfície do rosto.

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/

Segundo a ANVISA, através de seu portal, as máscaras para proteção de gotículas de uso profissional são classificadas como máscaras cirúrgicas. Devem ser utilizadas para evitar a contaminação da boca e nariz. Ela deve ser confeccionada de material não tecido (chamado de TNT), possuir no mínimo uma camada interna, uma camada externa e obrigatoriamente um elemento filtrante, sendo esses últimos, resistentes à penetração de fluidos transportados pelo ar.

As máscaras de TNT não podem ser lavadas, devem ser descartáveis após o uso.

Os tipos de filtração que as máscaras são avaliadas são descritas na norma ABNT NBR 13697 (Equipamento de proteção respiratória – Filtro para partículas), sendo eles:

 

  • Filtro eletrostático – Filtro para partículas no qual o mecanismo de captura preponderante deve-se às forças eletrostáticas.

 

  • Filtro mecânico – No qual o mecanismo de captura das partículas deve-se principalmente às forças de inércia, interceptação direta, movimento browniano, entre outros e no qual a ação eletrostática é muito pequena.

 

  • Filtro para partículas – Filtro destinado a reter aerodispersíveis.

 

Outros pontos importantes estão na norma ABNT NBR 13698 – (Equipamento de proteção respiratória — Peça semifacial filtrante para partículas). Nela, são especificados os testes para liberação das máscaras que cobrem parcialmente o rosto (PFF), ao uso. Sendo os testes:

  • Resistência à vibração – Após submetidas ao condicionamento de vibração, as PFF não podem apresentar defeitos mecânicos e devem satisfazer os requisitos de penetração através do filtro, vazamento e tração da válvula de exalação. Este condicionamento simula situações de transporte e manuseio.

 

  • Resistência à temperatura – Após o condicionamento térmico, as PFF não podem colapsar, apresentar sinais de danos que comprometam seu desempenho, como rasgos e deformações, e devem satisfazer os requisitos de inflamabilidade, resistência à respiração, penetração através do filtro, vazamento e tração da válvula de exalação.

 

  • Simulação de uso – Após submetida ao condicionamento de simulação de uso, as PFF não podem apresentar sinais de danos mecânicos na peça facial ou nos tirantes que comprometam seu desempenho, como rasgos e deformações, e devem satisfazer os requisitos de resistência à respiração e de penetração através do filtro.

 

  • Resistência à respiração – A resistência à respiração imposta pelas PFF, com válvula ou sem válvula, deve ser a mais baixa possível. O ensaio de resistência à respiração deve ser realizado em amostras como recebidas e submetidas aos condicionamentos térmico e de simulação de uso.

 

  • Penetração através do filtro – O ensaio de penetração através do filtro deve ser realizado com o aerossol de cloreto de sódio. Se a PFF for indicada também para a remoção de partículas oleosas, deve ser realizado o ensaio de penetração com óleo de parafina ou dioctil ftalato (DOP). Outros tipos de aerossóis oleosos podem ser usados, desde que uma correlação seja estabelecida.

 

Polímeros presentes nas máscaras de não tecido

Falando mais sobre os materiais que são mais indicados para estas máscaras, o Polietileno, o Polipropileno e o poliestireno são três Polímeros Termoplásticos bastante utilizados em diversas áreas de produção no mundo.

O Polietileno (PE) é uma resina termoplástica parcialmente cristalina e flexível, obtida através da polimerização do etileno. Seus diversos tipos (PEBD, PEAD, PEBDL, entre outros) formam uma gama de propriedades bastante interessantes para o uso como máscaras de proteção. Como por exemplo, a facilidade de Sintetização pela abundância do Etileno, baixo custo, a sua fácil processabilidade, Pertence à tabela de polímeros recicláveis (identificação 02 para PEBD e 04 para PEAD), excepcional resistência Química.

máscaras de TNT

A Tabela abaixo mostra as principais características físicas dos dois principais tipos de PE e o seu Mero.

 

Suas principais aplicações que estão no nosso cotidiano são na área de embalagens flexíveis, frascos, filmes para uso geral, lonas, sacolas, brinquedos, assentos sanitários, contráteis, entre outras.

O Polipropileno (PP) também é uma resina termoplástica, sua vez, é produzida a partir da polimerização do gás propileno ou propeno e se diferencia estruturalmente do Polietileno por ter ramificações em sua cadeia. Dentre as suas propriedades mais importantes para o uso como máscaras estão, a fácil sintetização e processabilidade, baixo custo, boa estabilidade térmica, Pertence à tabela de polímeros recicláveis (numeração 05).

máscaras de TNT

A tabela abaixo mostra as principais características físicas do PP homopolímero e o seu Mero.

 

Entre suas aplicações estão embalagens flexíveis, cadeiras, copos plásticos, Seringas, Tupperware, brinquedos, entre outras.

Por fim, o Poliestireno (PS) é também uma resina termoplástica, mas polimerizada através do estireno (vinil benzeno), se difere dos anteriores por possuir grupos fenila em sua cadeia. Ele pode ser utilizado como PS comum, de alto impacto ou isopor. Das suas propriedades mais importantes para o uso como máscaras estão o baixo custo, fácil processabilidade, Pertence à tabela de polímeros recicláveis (numeração 06).

máscaras de TNT

 

A tabela abaixo mostra as principais características físicas do PP homopolímero e o seu Mero.

 

Das suas principais aplicações podemos destacar, Copos descartáveis, utensílios domésticos rígidos, escovas, corpo de caneta esferográfica, réguas, entre outras.

Importante destacar, que todos esses três polímeros possuem baixíssima condutividade elétrica (~10-14 S/m) o que faz com que eles sejam bastante isolantes e consequentemente acabem acumulando cargas e atraindo partículas, para contornar isso, eles são aditivados com antiestáticos, o que resolve facilmente este problema.

 

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Nós recomendamos:

BRASIL. Anvisa – Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Nota Técnica n. 4/2020. Orientações para serviços de saúde. Brasília, 30 jan. 2020. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/documents/33852/271858/Nota+T%C3%A9cnica+n+04-2020+GVIMS-GGTES-ANVISAATUALIZADA/ab598660-3de4-4f14-8e6f-b9341c196b28>.

Anvisa – ORIENTAÇÕES GERAIS – Máscaras faciais de uso não profissional. Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/documents/219201/4340788/NT+M%C3%A1scaras.pdf/bf430184-8550-42cb-a975-1d5e1c5a10f7.

ABNT NBR 13697: Equipamento de proteção respiratória – Filtros para partículas.

ABNT NBR 13698: Equipamento de proteção respiratória – Peça semifacial filtrante para partículas.

Portal Mais polímeros. Acessado em: <http://www.maispolimeros.com.br/>.

 

Quais polímeros compõe as máscaras de proteção facial?

O uso de máscaras para prevenir a propagação de vírus está se tornando cada vez mais necessário frente a pandemia gerada pelo novo coronavírus. Estes produtos são de extrema importância, bem como os materiais que o compõe.

Neste contexto de pandemia, um tipo de máscara comercializada é o protetor facial. Este produto é uma máscara tipo Face Shield, que têm a função de proteger o rosto do usuário de um possível impacto causado partículas sólidas e de respingos de gotículas.

máscara face shield

Máscara de proteção facial tipo Face Shield.

A RDC nº 356/2020, em seu artigo 6º determina que os protetores faciais Face Shield devem seguir os parâmetros da norma ABNT NBR ISO 13688:2017 e que devem ser produtos livres de saliência, de extremidades pontiagudas ou qualquer característica que possa provocar acidentes ou causar desconforto ao usuário. Em adição, exige-se principalmente que o produto seja fabricado em material transparente e apresente dimensões mínimas de espessura 0,5mm, largura 240 mm e altura 240mm.

Os protetores faciais apresentam vantagens em relação às máscaras convencionais uma vez que, além de proteger todo o rosto do usuário, incluindo os olhos, eles inviabilizam o contato das mãos com regiões do rosto consideradas grandes vias de contaminação, como a boca, o nariz e os olhos. Seu suporte de encaixe é confortável e se localiza na região da testa, assim a viseira não entra em contato direto com o rosto, facilitando a respiração. Além disso, por conta da transparência da viseira, a comunicação entre usuários e pessoas com deficiência auditiva é facilitado pela visibilidade da boca.

É um produto de fácil manufatura, permitindo que seja feito por pessoas comuns a baixo custo, com materiais facilmente encontrados no mercado. São fáceis de desinfectar, lavar e reutilizar.

Quais materiais são utilizados na fabricação das máscaras?

Os principais materiais utilizados para a fabricação dos protetores faciais são filmes de acetato, PETG (copolímero formado a partir do PET (Polietileno Tereftalato) e glicol), policarbonato, acrílico (polimetacrilato de metila ou PMMA) entre outros.

Acetato de celulose

Os filmes de acetato de celulose são formados por um polímero natural de grande biodegradabilidade e termoplasticidade, sendo fabricado através da substituição dos grupos hidroxila presentes na estrutura da glicose por grupos acetila. A temperatura de transição vítrea (Tg) do acetato de celulose varia em torno de 170ºC e sua densidade está em torno de 1,27 a 1.34 g/cm3.

Estrutura do acetato de celulose.

O acetato de celulose é um polímero capaz de formar filmes transparentes com baixo custo, sendo um dos principais materiais usados no mercado. Assim estes filmes são muito utilizados em processos de separação de membrana, como hemodiálise, membranas para a fabricação de objetos de plástico, papel e papelão, filmes finos para cinema e fotografia, desenvolvimento de dispositivos eletrônicos, entre outros. São materiais que apresentam grande flexibilidade, dureza e resistência atração, além da impermeabilidade com a água.

PETG

O PETG é a resultado da copolimerização do PET tornando-o glicolizado. Agrega-se ciclohexano dimetanol no etilenoglicol para que o processo de cristalização seja freado e se consiga um produto mais translúcido e além de diminuir o ponto de fusão. A Tg deste material se encontra no entorno de 80ºC e sua densidade está no entrono de 1,38 g/cm3. Por conta de sua estabilidade térmica, este material é favorável nos processos de termoformagem e extrusão, sendo um ótimo material na indústria de impressão 3D.

 

Estrutura química do PET.

O PETG é um material que apresenta alta transparência, é livre de odores e é atóxico, características fundamentais visto que o material fica a uma proximidade muito grande às vias respiratórias e aos olhos do usuário. Além disso, se adaptam à pele, de modo a diminuir os riscos de alergias e contaminações.

Mecanicamente, é resistente, apresentando absorção de impacto e flexibilidade, o que aumenta sua vida útil. Em comparação com policarbonato utilizado para a mesma aplicação, o PETG tem menor custo, apresentando resistência ao impacto equivalente ao policarbonato, o que o torna mais vantajoso. Ele reage com o álcool, não ocorrendo degradação da máscara e facilitando o processo de higienização para futura reutilização.

Policarbonato

O policarbonato é polímero resultante da reação de bisfenol A com gás fosgênio. É um poliéster muito utilizado na construção civil em substituição do vidro por apresentar transparência e alta resistência ao impacto. É um polímero rígido e amorfo devido ao grupo benzênico presente em estrutura química. Os grupos laterais polares presentes numa cadeia regular e linear permitem que este material tenha uma Tg de 145ºC. A densidade do policarbonato está entre 1.20 e 1.52 g/cm3. Por conta disso, é um material com boas propriedades térmicas e estabilidade dimensional.

Estrutura química do policarbonato.

As principais características do policarbonato são sua excelente resistência ao impacto, baixa absorção de umidade, boa resistência a chamas e a diversos agente químicos, resistência a raios ultravioleta, é um material de fácil usinagem, injeção e moldagem. Também é um material atóxico e de alta durabilidade. Assim, o policarbonato é muito utilizado em projetos residenciais, comerciais, industriais principalmente como coberturas de galpões, estufas, estabelecimentos em geral.

Em relação aos demais materiais usados na confecção de máscaras, o policarbonato é mais caro, o que o torna menos acessível para os usuários comuns, de modo que se procura optar pelos filmes de acetato e PET, facilmente encontrados no comércio, para a fabricação caseira destes produtos.

Acrílico

Por fim, o acrílico também é um material bastante usado para a produção de máscaras. Este polímero é conhecido como polimetilmetacrilato e é considerado um polímero de adição. Sua temperatura de transição vítrea é de 105 ºC e sua densidade é de 1,19 g/cm3.

Estrutura química do acrílico.

O acrílico é processado por extrusão e injeção e é comercializado principalmente como chapas, em aplicações da construção como substituto do vidro em painéis estruturais, na indústria automotiva em faróis de carro, no comercio residencial como pisos translúcidos e globos para lâmpadas.

É um material de grande qualidade no mercado sendo mais barato que o PETG e apresentando algumas vantagens em relação a ele como maior rigidez, transparência e brilho superficial. Assim como os demais materiais, o acrílico possui boa resistência ao impacto, resistência aos raios ultravioleta, boa durabilidade, flexibilidade, atóxico e não reage com alimentos. No entanto, apesar de semelhante, os demais materiais apresentam respostas mais eficientes na atuação como máscaras do que o acrílico.

Um aspecto importante sobre estes materiais é a sua facilidade para reciclagem, pois são termoplásticos. Isso porque a reciclagem dos termofixos é feita por meios químicos a custos muito altos. Assim, estes ser reutilizados e reciclados, o que torna esta opção de produto mais amigável ao meio ambiente.

 

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Nós Recomendamos:                    

ANSI/ISEA Z87.1-2015 “American National Standard for Occupational and Educational Eye and Face Protection Devices”.

DIÁRIO OFICIAL DA UNIÃO Página: 5 Órgão: Ministério da Saúde/Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Publicado em: 23/03/2020 | Edição: 56-C | Seção: 1 – Extra.

Brueck, H. Face shields may be better than homemade masks. Here’s why we should all try one on. Maio de 2020, Nova Iorque.

Carvalho, D. M. et al. Filme ativo de acetato de celulose incorporado com nanosuspensão de curcumina. Polímeros, 27(número especial), 70-76, 2017.

Bonzanini, R. et al. PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS ACETATO DE CELULOSE/ARGILA. Instituto de Química da UNICAMP.

Cerqueira, D.A. et al. Caracterização de Acetato de Celulose Obtido a partir do Bagaço de Cana-de-Açúcar por 1 H-RMN. Polímeros, vol. 20, nº 2, p. 85-91, 2010.

Acetato de celulose: estrutura química, propriedades e usos. Disponível em: https://maestrovirtuale.com/acetato-de-celulose-estrutura-quimica-propriedades-e-usos/

O que é PETG? Filament2print. Disponível em: https://filament2print.com/pt/blog/49_petg.html.

Portela, S. Filamento PETG e a impressão de máscaras para combater o corona vírus. 3DLAB, Soluções em impressão 3D,2020.

Filmes e Bobinas Plásticas. Plastfoam. Disponível em http://www.plastfoam.com.br/filmesplasticos.html.

Roda, D.T. Policarbonato Disponível em: https://www.tudosobreplasticos.com/materiais/policarbonato.asp.

Policarbonato. Portal São Francisco. Disponível em: https://www.portalsaofrancisco.com.br/meio-ambiente/policarbonato

Reis. M. C. Curso de Acrílico. Disponível em : https://pt.slideshare.net/CenneBrasil/curso-de-acrlicos.

Características do acrílico. Belmetal. Disponível em: https://www.aecweb.com.br/cls/catalogos/belmetal/chapas-acrilico.pdf

 

O que é aditivação?

A aditivação é responsável por conferir vantagens nas propriedades e processos de diversos materiais poliméricos.

O processo de aditivação em polímeros consiste na incorporação de compostos químicos, conhecidos como aditivos, à formulações ou composições poliméricas de plásticos e borrachas, com o objetivo de reduzir custos, modificar propriedades, facilitar o processamento, dentre outros.

O que são aditivos?

Os aditivos são compostos químicos que são adicionados aos polímeros como componentes auxiliares. Esses compostos químicos não fazem parte da cadeia polimérica em si, e podem ser adicionados durante a síntese ou processamento.

Os principais aditivos utilizados em plásticos e borrachas são: cargas, plastificantes, lubrificantes, pigmentos, corantes, plastificantes, estabilizantes, antioxidantes, lubrificantes, antiozonantes, absorvedores de ultravioleta, retardantes de chama, agentes de expansão, agentes antiestáticos, aromatizantes, aditivos antifungos, modificadores de impacto, etc.

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/

Cada um visando uma modificação específica em plásticos e borrachas, trazendo alguns benefícios em relação ao processo, ao custo ou ao desempenho do material.

Qual a função do processo de aditivação?

O processo de aditivação visa sempre trazer alguma vantagem em relação às propriedades finais do material, aos parâmetros de processo de polímeros, bem como em relação ao custo de produção. Além disso, é uma das principais ferramentas para gerar inovação na produção e aplicação dos polímeros, permitindo a obtenção de propriedades que vão além das características inerentes de cada material.

Variedade no processo de aditivação

Tipos de aditivos e suas aplicações

Cada aditivo tem uma função específica dentro da cadeia de produção de materiais poliméricos. Alguns deles, como os lubrificantes e estabilizantes térmicos, não atuam diretamente na propriedade dos polímeros, mas tem um papel fundamental durante o processamento, diminuindo o atrito e prevenindo contra a degradação térmica durante o processamento, otimizando desta forma, essa etapa.

Já aditivos como os plastificantes, cargas, antioxidantes, corantes, retardantes de chamas, além de outros, são responsáveis por atuar diretamente nas propriedades do produto final, atuando diretamente na modificação do polímero.

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Em muitos casos, o objetivo da aditivação é a redução de custos, que pode ser gerada tanto pelo aumento de produtividade, manutenção prolongada da integridade de equipamentos ou a simples inserção de quantidades significativas de materiais de menor custo com relação ao polímero base.

Como caracterizar os polímeros em relação à presença de aditivos?

Dentre os ensaios utilizados na caracterização de materiais poliméricos aditivados, a termogravimetria (TGA) é um dos mais importantes. O procedimento consiste em submeter a amostra à uma rampa de aquecimento controlada e analisar as variações de massa que ocorrem durante a variação de temperatura. Dessa forma, é possível a determinação quantitativa de alguns tipos de aditivos, principalmente os inorgânicos (como fibras e cargas inorgânicas).

Outro ensaio que pode ser aplicado no estudo dos aditivos presentes na composição polimérica é a Cromatografia Gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Essa análise permite a identificação de uma ampla gama compostos orgânicos de baixa e média massa molecular (como por exemplo os plastificantes).

Nós já escrevemos um texto sobre o ensaio de Cromatografia Gasosa.
Confira já no link: https://afinkopolimeros.com.br/3-tecnicas-de-cromatografia-mais-usadas/

O ensaio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) fornece imagens da superfície de polímeros com grandes aumentos e excelente resolução, permitindo a avaliação da dispersão, bem como da morfologia dos aditivos na estrutura polimérica.

Já o ensaio de Difração de Raios-X (DRX) pode ser utilizado na identificação dos aditivos presentes, principalmente os inorgânicos, como talco, carbonato de cálcio, sílica e vários outros óxidos.

 

A Afinko Soluções em Polímeros realiza todos esses ensaios, Caso tenha interesse em realiza-lo entre em contato através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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Qual a importância dos ensaios de Teor de Umidade nas Poliamidas?

Os ensaios de teor de umidade tornam-se necessários para as Poliamidas, uma vez que esse fator interfere diretamente no comportamento desse polímero.

As Poliamidas (PA´s) são polímeros termoplásticos de engenharia de extrema importância para muitos setores industriais. Suas aplicações são amplas e englobam muitos produtos de uso cotidiano. Esses polímeros são denominados assim pela composição sequencial, característica dos polímeros, de vários grupos amida em sua estrutura.

Na maioria das vezes, as poliamidas apresentam propriedades mecânicas e térmicas superiores a polímeros tradicionais de amplo consumo, como o PE, PVC e PP. Mesmo sendo considerado um polímero de engenharia, a Poliamida bastante utilizada em aplicações tradicionais, ou seja, é produzido em uma grande escala para diversos segmentos.

Popularmente, a poliamida é conhecida como Nylon, pois esse foi o primeiro nome comercial do material quando descoberto em 1935.

Quais as principais aplicações da Poliamida?

As poliamidas podem ser encontradas na composição de diversas peças técnicas como: engrenagens, buchas, mancais, parafusos e porcas, dutos, filmes entre outros. Além disso, também são amplamente utilizadas na produção de embalagens e na produção têxtil, onde são utilizadas para compor as fibras.

ensaio de umidade em poliamida

Como a umidade afeta a poliamida?

Uma das principais desvantagens desse tipo de polímero é a suscetibilidade ao processo de hidrólise. A hidrólise é o processo de quebra de cadeias causado pela presença de água no sistema. A exposição a umidade, simultaneamente com altas temperaturas, faz com que as moléculas de água atuem na cisão das cadeias poliméricas das poliamidas, reduzindo sua massa molecular, e consequentemente prejudicando o desempenho das peças durante o uso.

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/

Quando isso ocorre, há um decréscimo em diversas propriedades, principalmente as mecânicas. Dessa forma, existe o risco iminente de falha do produto durante o uso, que pode ocorrer principalmente quando o mesmo for solicitado mecanicamente durante uma aplicação.

Além disso, a presença de umidade em peças pode atuar de forma similar a um plastificante. Quando em maiores teores pode aumentar a resistência ao impacto e capacidade de deformação em detrimento da rigidez e da resistência mecânica.

Nós já escrevemos um texto sobre os plastificantes.
Confira já: https://afinkopolimeros.com.br/plastificante-a-magica-da-industria/

Ter um bom controle do teor de umidade, tanto na aplicação como durante o processamento, é um dos principais cuidados para garantir que as propriedades requeridas para determinado uso sejam alcançadas e também para prevenir que falhas causadas por esse fator não ocorram.

Para a prevenção e controle desse tipo de problema existem ensaios laboratoriais capazes de mensurar a quantidade de umidade presente em peças e produtos de Poliamida.

Quais os ensaios podem contribuir com a prevenção desse tipo de problema?

Os ensaios que podem ser realizados diante desse tipo de problema são os capazes de fornecer informações sobre o teor de umidade nas amostras do produto.

O teor de umidade pode ser determinado por diferentes métodos, com diferentes precisões, sendo eles: Titulação Karl Fischer, Estufa ou Termogravimetria.

A titulação Karl Fischer é análise mais precisa e indicada para essas medidas. Nesse método, basicamente a amostra é aquecida dentro de uma câmara fechada e impermeável. A umidade liberada é transferida por um gás de arraste seco para a célula de titulação, determinando o teor de umidade presente na amostra.

Já o ensaio de Termogravimetria (TGA) consiste em submeter a amostra a uma rampa de aquecimento controlada e analisar a variação de massa que ocorrerá na faixa de temperaturas próxima a 100ºC (ponto de fusão da água). De maneira semelhante, é possível utilizar o método de secagem em estufa, que consiste em pesar previamente a amostra, submetê-la a um determinado tempo e temperatura e pesá-la novamente, correlacionando a perda de massa com a perda de água, identificando, dessa forma, o teor de umidade em relação à variação de massa.

Dentre os métodos, este último é o de menor precisão e sensibilidade, sendo recomendado para amostras com teores elevados de umidade e quando nenhum dos outros dois métodos estiver disponível.

 

A Afinko Soluções em Polímeros, realiza todos esses ensaios para a determinação do teor umidade nas poliamidas. Caso tenha interesse em realiza-lo entre em contato através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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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

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Borracha: como fazer a identificação de cada tipo aplicadas em peças.

As borrachas são materiais imprescindíveis para diversos setores industriais. O setor automobilístico, por exemplo, necessita desse tipo de polímero para a aplicação em diversas partes de seus veículos e peças. Porém, outros setores também são dependentes desses materiais.

Apesar das propriedades características e exigidas de forma recorrente nas aplicações comuns desse tipo de material, como flexibilidade e alta deformabilidade sob tensão, as borrachas presentes em aplicações de engenharia podem conter inúmeras outras propriedades adicionais e de extrema importância para alguns usos desses materiais.

São exemplos dessas propriedades: a resistência química e térmica, principalmente para ambientes que proporcionarão altas temperaturas e contato com outras substâncias que podem ser nocivas e causar falhas em materiais que não possuem essas características.

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/

Conhecer a composição e diversos outros parâmetros desse tipo de material é de extrema importância para todos os setores que utilizam borrachas, visando uma aplicação adequada, bem como a seleção do material, peça e fornecedor correto e financeiramente viável.

Nós já postamos um texto falando sobre as formas de caracterizar uma borracha.
Acesse agora no link: https://afinkopolimeros.com.br/borrachas-como-caracterizacao-quais-ensaios/

Mas como posso descobrir a composição de uma borracha?

O primeiro passo para identificar a composição de uma borracha, são os ensaios térmicos e químicos. Os principais são FTIR e DSC.

O FTIR é a sigla para o ensaio conhecido como espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. Nesse ensaio, uma amostra do material é submetida a diversas ondas no espectro do infravermelho e de acordo com as frequências absorvidas pela amostra, é possível identificar a presença dos grupamentos químicos presentes na composição da borracha.

Imagem com exemplo de diversas peças feitas em borracha

 

A técnica de espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), aplicada na identificação de borrachas, atua da mesma forma que para os outros tipos de polímeros também. Essa técnica se baseia nas vibrações dos átomos em uma molécula quando se incide radiação eletromagnética, na faixa de frequências conhecida como infravermelho, sobre a amostra.

A radiação absorvida por uma molécula é convertida em energia de vibração, esta energia é registrada por um sensor e utilizada para fornecer evidências da presença de grupo funcionais na estrutura orgânica. A técnica de FTIR possui extensa aplicação na caracterização e identificação dos compostos poliméricos uma vez que além da identificação das bandas características do material pode ser aplicada para a análise quantitativa de misturas de compostos.

Nós temos um post com um conteúdo exclusivo sobre o ensaio de FTIR.
Confira no link: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-e-analise-de-ftir/

Já o DSC é o equipamento responsável por realizar uma varredura de temperatura e mensurar as transições térmicas, sofridas por esse material. No caso das borrachas, é muito importante determinar o que chamamos de Tg (transition glass), conhecida como transição vítrea. Essa temperatura nos fornece informações importantes sobre a identificação da borracha em questão, bem como de alguns fatores relacionados ao comportamento desse material na temperatura onde será aplicada.

A técnica de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) é largamente utilizada para a caracterização de polímeros. Consiste em um ensaio no qual é medida a diferença de temperatura entre a amostra a ser caracterizada e uma substância inerte (referência), quando ambas são submetidas à um programa controlado de temperatura. A amostra é submetida a uma rampa de aquecimento uniforme, com temperatura monitorada por meio de um termopar e comparada com a temperatura da amostra de referência.

Saiba mais sobre a técnica DSC.
Confira clicando no link: https://afinkopolimeros.com.br/dsc-o-que-e-e-para-que-serve/

As transições entálpicas (endotérmicas ou exotérmicas), são responsáveis pela mudança na temperatura e indicam mudanças de fases, fusão, oxidação e vaporização, entre outras reações químicas. A análise de DSC é comumente utilizada para a determinação das temperaturas de transição vítrea, fusão cristalina e cristalização (Tg, Tm e Tc), entalpias de fusão e ocorrência de cinética de reações como cura, no caso de elastômeros, e decomposição.

E o que mais é importante para na identificação?

Outro ensaio de extrema importância na identificação de borrachas, é o de Dureza. Apesar de não ser classificado como um ensaio químico, este método pode determinar através de um ensaio sobre a superfície do material a profundidade da “indentação” que ocorre durante o ensaio.

Essa informação é bastante importante porque além de fornecer informações sobre o comportamento mecânico da borracha em aplicação, é importante também para que se determine qual o “grade” da borracha utilizadas na composição da peça.

Existem outros ensaios também?

Existem diversos outros ensaios que são capazes de fornecerem informações importantes para uma caracterização completa de qualquer tipo de dispositivo ou peça feita de borracha. Alguns ensaios são utilizados inclusive para a detecção de aditivos e cargas presentes na composição de alguns materiais específicos.

O ensaio de GC-MS (cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de Massas), por exemplo, é capaz de determinar aditivos que fazem parte da composição para desempenhar algumas propriedades ou que contaminam o material, indesejavelmente, causando alguma falha em diversas aplicações onde as borrachas podem desempenhar alguma função.

Nós já postamos um texto sobre a técnica GC-MS.
Clique aqui e confira: https://afinkopolimeros.com.br/3-tecnicas-de-cromatografia-mais-usadas/

A Afnko Soluções em Polímeros realiza todos os ensaios citados no texto para a caracterização de elastômeros. Deseja realizar algum desses ensaios? Então, entre em através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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Borrachas: quais as 3 principais formas de caracterizá-las e quais os principais ensaios?

As borrachas são materiais de extrema importância para vários segmentos industriais e na fabricação de diversos produtos . Caracterizá-las é muito importante para uma aplicação adequada.

Os elastômeros, popularmente conhecidos como borrachas, são polímeros que podem ser submetidos a elevados níveis de deformação e, quando o esforço é retirado, retornam ao tamanho original. Essa e outras propriedades muito especificas tornam essa classe de materiais essencial para algumas atividades do cotidiano e processos industriais.

Assim, em relação ao comportamento mecânico, a principal característica das borrachas é a alta capacidade de deformação quando uma carga é aplicada e a subsequente recuperação  quando tal carga é removida. Algumas Borrachas podem se deformar até 1000% em relação ao seu tamanho original, garantindo que somente esse tipo de material seja adequado para algumas aplicações.

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/

Estruturalmente, como as borrachas são uma classe de polímeros, também possuem longas cadeias moleculares formadas por uma repetição de meros. Porém a principal característica estrutural das borrachas, que garante suas propriedades, é a elasticidade aliada à formação de ligações cruzadas presentes entre suas cadeias. Essas ligações presentes em uma densidade adequada para que “amarrem” as cadeias umas às outras, garantem que elas consigam manter sua elevada elasticidade e ao mesmo tempo ter resistência mecânica suficiente para cada aplicação.

É importante ressaltar, que diferente dos termofixos, as borrachas apresentam uma densidade menor de ligações cruzadas, garantindo que as mesmas tenham mobilidade suficiente para se deformar sem apresentarem comportamento frágil ao serem submetidas a uma tensão crítica.

Não sabe a diferença entre os tipos de polímeros? Nós já postamos um texto sobre isso!
Acesse o link: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-sao-polimeros/

Existem diversas formas de caracterizar as borrachas. E isso se aplica tanto a propriedades mecânicas, quanto às térmicas e químicas. A caracterização é muito importante para garantir que o material realmente possui as características exigidas para a aplicação desejada e também para prever possíveis falhas que possam ocorrer durante o uso.

Foto de pneus, um dos principais materiais feitos de borracha

 

Ensaios para análise do comportamento mecânico

Em relação às propriedades mecânicas, citaremos dois tipos de ensaios que podem ser realizados e que são de extrema importância para a caracterização de borrachas: O ensaio de Compression Set e Dureza Shore.

O Ensaio de Compression Set mede a deformação permanente, ou seja, deformação plástica irrecuperável após uma solicitação mecânica de compressão. Nesse caso a amostra é submetida a uma força ou deformação de compressão constantes, em um tempo e temperatura definidos, e a parcela de deformação que não foi recuperada após o ensaio é mensurada.

Já o ensaio de Dureza Shore avalia a resistência à penetração de uma ponta aguda na superfície do material. Nesse ensaio uma força é exercida através de uma ponteira de aço contra a superfície da borracha e após o ensaio é avaliada a profundidade da indentação, avaliando, desta forma, a dureza da amostra.

Ensaios para análise térmica

A análise térmica é muito importante para analisar o comportamento do material em relação às mais diversas variações de temperatura, e também para obter informações sobre a melhor faixa de temperaturas para a aplicação do material.

Um dos principais ensaios térmicos aplicado aos elastômeros é o DSC (Differential Scanning Calorimetry). No ensaio de DSC a amostra é submetida a uma varredura em uma faixa de temperaturas definida e, através das variações de entalpia, pode-se determinar as transições térmicas que nos darão informações como: temperatura de transição vítrea, temperatura e tempo de cura.

Vale ressaltar que o ensaio de DSC também é utilizado, em conjunto com outros ensaios, para identificação completa da composição dos elastômeros.

Ensaios para Análise química

Em relação a análise química dos elastômeros, podemos citar dois ensaios muito importantes onde a composição química, bem como a presença de aditivos, são determinadas. O FTIR, espectroscopia no Infravermelho por transformada de fourier e o GC-MS, que é a cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de Massas.

A análise de FTIR tem como resultados os grupamentos químicos presentes na composição da borracha, de acordo com a absorção de certas frequências específicas. Já o GC-MS é capaz de detectar a presença de diferentes substancias dentro da borracha, como aditivos.

Mas qual ensaio é o mais adequado para o meu material?

A resposta é: depende. Cada ensaio tem sua importância e é responsável por fornecer informações importantes para o estudo do comportamento do material em relação durante ao uso desejado. Porém é importante que se faça uma análise completa do material. Cada um dos ensaios é complementar ao outro e quanto mais informações forem obtidas, mais fácil e seguro será a escolha do material correto para desempenhar determinada aplicação.

A Afnko Soluções em Polímeros realiza todos os ensaios citados no texto para a caracterização de elastômeros. Deseja realizar algum desses ensaios? Então, entre em através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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Você conhece o Polietileno de ultra alta massa molar?

O polietileno (PE) é um dos polímeros mais consumidos, comercializados e utilizados no mundo. Principalmente para aplicações comuns. Porém aplicações de engenharia também são realizadas com esse material.

O polietileno, apesar de aplicado em grande volume em aplicações comuns, como sacolas, brinquedos e outros produtos do dia a dia, pode também ter como função aplicações avançadas. Um dos tipos de polietilenos que podem ser utilizados para aplicações de engenharia é conhecido como UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) ou Polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM).

De acordo com o próprio nome do polímero, a principal diferença desse tipo de polietileno para os demais é sua alta massa molar.

Quais as características do Polietileno de Ultra Alta Massa Molar?

Nesse polímeros, as cadeias poliméricas são relativamente muito maiores do que as cadeias encontradas no PE convencional. Desta forma, garante a esse material algumas propriedades superiores aos demais tipos de PE, como por exemplo elevada resistência à abrasão, elevada resistência química, boa propriedade mecânica e flexibilidade.

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Propriedades desse tipo garantem que o UHMWPE possa ser aplicado em diversos setores, principalmente onde outros tipos de polímeros não se enquadrariam, por conta das limitações de suas propriedades. Um exemplo dessas aplicações são os implantes cirúrgicos. A resistência química unida a biocompatibilidade e as demais propriedades desse tipo de polietileno, permitem que o mesmo seja aplicado como próteses e outros dispositivos cirúrgicos.

Qual as principais aplicações?

O polietileno de ultra alta massa molar é aplicado principalmente no auxílio de interface de aplicações de implantes ortopédicos metálicos. Quando se aplica metais em regiões de articulações, não é recomendado que ocorra o atrito “metal com metal” nem “metal com osso” durante o movimento, para que não haja desgaste excessivo indesejado.

Para isso, necessita-se de um material de interface em que o metal possa deslizar em sua superfície, garantindo o movimento da articulação sem desgastes internos. Como o polietileno de ultra alta massa molar é resistente à abrasão, com boa resistência mecânica e com biocompatibilidade garantida, é um dos principais a ser utilizado nessa aplicação. O PEEK (poli-éter-éter-cetona) também é muito utilizado nessa aplicação, sendo seu principal substituto em potencial.

Simulação de prótese cirúrgica de polietileno aplicada em uma articulação humana.

Simulação de prótese cirúrgica de polietileno aplicada em uma articulação humana.

Quais normas regulamentam a caracterização do UHMWPE?

Para que esse tipo de polietileno seja aplicado no setor de implantes cirúrgicos, é necessário que seja realizado alguns ensaios de acordo com algumas normas. Uma das mais comuns para o UHMWPE é a ASTM F648.

A F648 é uma norma responsável por avaliar o UHMWPE e regulamenta quais ensaios devem ser realizados para caracterizar o polietileno de ultra alta massa molar que será aplicado em implantes cirúrgicos. Um dos ensaios que a norma regulamenta é o de impacto Izod. O ensaio de impacto Izod é responsável por determinar a resistência mecânica ao impacto do polietileno de ultra alta massa molar, nos dando informações importantes para garantir que o material tenha estabilidade mecânica em sua aplicação. Outros ensaios que podem ser realizados para este tipo de material e aplicação são: tração, densidade e o teor de cinzas.

Nós já postamos um texto explicando como funciona o ensaio de impacto Izod.
Acompanhe no link:
https://afinkopolimeros.com.br/impacto-izod-ou-charpy-ja-ouviu-falar-sobre-eles/ 

Já o ensaio de tração é responsável por determinar a resistência mecânica do material, medindo sua resposta quando o mesmo sofre uma solicitação de forças opostas. Já no caso do ensaio de densidade, é possível obter do material a informação da relação massa por volume de UHMWPE.

O ensaio de teor de cinzas é responsável por analisar o teor, em massa, de matéria inorgânica. Nesse último o material é colocado em um MUFLA e aquecido acida de sua temperatura de degradação, onde no final é aferido o valor da massa de cinzas restantes, ou seja, de matéria inorgânica.

Tabela responsável por determinar a classificação do UHMWPE.

Tabela retirada na norma ASTM F648:2014 responsável por classificar o material de acordo com os resultados de cada ensaio.

De acordo com os resultados obtidos nesses 4 principais ensaios regulamentados pela norma, o material pode ser classificado em tipo 1, tipo 2 ou tipo 3, de acordo com a faixa de resultados obtidos e a tabela descrita acima.

 

A Afinko Soluções em Polímeros realiza todos esses ensaios regulamentados pela norma ASTM F648.

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