Testes de Tensão de Polímeros

Fonte: Roberto Leon, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Os materiais poliméricos são amplamente utilizados em estruturas civis, com usos que vão desde selantes muito macios até tubos mais rígidos em sistemas de água e águas residuais. A definição mais básica de um polímero é uma estrutura molecular com subunidades repetindo. O termo polímero vem do grego, onde "poli" significa muitos, e "-mer" significa unidade básica. Monômeros, ou mers únicos, são as unidades repetitivas específicas. Com polímeros, a estrutura, incluindo o comprimento da espinha dorsal de carbono e a flexibilidade variada, ditará as propriedades do polímero. Os polímeros são classificados em 3 subcategorias: plásticos, elastômeros e polímeros rígidos de vara. Os plásticos são ainda subdivididos em termoessets,que não suavizam no aquecimento, e os termoplásticos,que amolecem quando aquecidos e endurecem no resfriamento. Além disso, os termoplásticos são em sua maioria polímeros lineares ou ramificados com pouca ou nenhuma ligação cruzada, enquanto os termosets exibem estrutura 3D e possuem extensa ligação cruzada. Elastômeros, ou borrachas, são correntes longas e enroladas e podem ser esticadas até o dobro do comprimento original, mas contrairão de volta ao tamanho original quando lançados, enquanto polímeros rígidos de haste não se alongam e são estruturas fortes e cristalinas.

Neste laboratório, analisaremos diversos materiais poliméricos diferentes, incluindo polietileno de alta densidade (HDPE), cloretos de polivinil (PVC), nylon e metil metil (acrílico) para entender a amplitude e diversidade das curvas de tensão para esses materiais e como suas propriedades mecânicas afetam seu desempenho.

1. Obtenha amostras típicas de tração de materiais poliméricos de acrílico, nylon, HPDE e PVC.
2. Usando um micrômetro, meça a largura e a espessura em vários locais ao longo do eixo de cada espécime para determinar as dimensões transversais médias. Regisso da largura e espessura medidas médias de cada amostra na ficha técnica.
3. Coloque o espécime nas garras. Certifique-se de que pelo menos 80% de cada extremidade esteja firmemente presa às garras, o que ajudará a garantir contra o deslizamento durante a operação de carrega

As falhas típicas desses materiais são mostradas em Fig. 1 a Fig. 4. Fig. 1 mostra a progressão da falha em um polietileno, com um pescoço inicial e posterior progressão de pescoço para cima e para baixo do espécime como as cadeias poliméricas desenrolam. O material de polietileno de alta densidade, se carregado lentamente, pode esticar várias vezes seu comprimento inicial (Fig. 2). O PVC, por outro lado, apresenta uma progressão de falha semelhante, mas com ductilidade muito me...

Fig. 9 mostra a grande variação nas características de deformação de carga para vários polímeros. O comportamento varia de puramente forte, elástico e frágil para o espécime acrílico a macio, altamente visco-elástico e muito dúctil para o HDPE. Estes refletem as propriedades extremas dos termoestos (acrílico) ao termoplástico (HDPE, nylon e PVC). É interessante notar que o PVC, que é frequentemente utilizado em acabamentos e tortas em nossos prédios e casas, mostra um bom equilíbrio de força, viscoe...