Ensaios Mecânicos

3.7.1 Ensaio de Tração

O ensaio de tração foi realizado no SENAI de Maracanaú, conforme norma ASTM D638 [56], como apresentado no item 3.1 deste capítulocapítulo. A tabela 3.7 apresenta a transcrição da norma supra, identificando qual o tipo do corpo de prova.

Tabela 3.7 – Transcrição da tabela de dimensões dos corpos de prova

Fonte: Norma ASTM D638 [56]

espessura das placas extraídas das caixas, TRANSBINS, não excediam a 5,075 mm, isto é menores que 7 mm, de acordo com a tabela 3.7, as dimensões do corpo de prova são do tipo I ou II.

De acordo com a norma, o espécime do tipo I é preferível e pode ser usada quando o material tem um espessura inferior a 7 mm. Já a espécime do tipo II pode ser usada, quando o material não quebra na seção estreita como preferido na espécime do tipo I.

Para tanto, foram realizados testes, e todos os corpos de prova romperam na seção estreita. Deste modo, para o estudo, foi definido a espécime do tipo I.

Os corpos de prova permaneceram a uma temperatura de 23,0 ± 2,0 °C e umidade relativa de 50 ± 10 % por mais de 40 horas antes da realização dos ensaios conforme os preconizado pela norma [61], prática de condicionamento dos ensaios de materiais poliméricos.

Todos os corpos de provas foram medidos com paquímetro digital (MITUOYO de 200mm modelo CD-8" CS, resolução 0,01) em seu comprimento, e com micrômetro digital (MITUTOYO modelo 293-561-30, de 0-25 mm, com resolução 0,001) em sua espessura. Este último sendo realizado cinco medidas ao logo da seção estreita, tendo em vista conferir a tolerância dimensional dos corpos de prova, pois o processo de fabricação de polímeros pelo processo de rotomoldagem pode trazer, possivelmente, algumas variações dimensionais.

Assim, foram marcados nos limites das garras (115 ± 5 mm entre as garras) e os limites da sua área útil (50,0 ± 2,0 mm) com marcador branco a base de água, corretivo de texto do tipo caneta, da marca Faber Castel®. A figura 3.42 apresenta os corpos de prova marcados.

Figura 3.42 – Corpos de prova para o ensaio de tração marcados

Fonte: Próprio autor Marcações

Neste ensaio, foi utilizado uma Máquina Universal de Ensaios DL 2000 da EMIC®

com célula de carga de 500 kgf e um extensômetro com deformação máxima de 25,0 mm, todos devidamente calibrados, como apresentado na figura 3.43.

Figura 3.43 – MáquinaMáquina de ensaio de tração EMIC®

Fonte: Próprio autor

Outra variável importante a ser pré-definida é a velocidade de ensaio. De acordo com a tabela 1 do item 8 da norma [56], abaixo na tabela 3.8, segue apresentação da velocidade de teste para espécimes do tipo I.

Uma sequência de ensaios foi realizada, a fim de comparar o desempenho mecânico a tração dos espécimes de polietileno virgem e reciclado. Devendo ter a mesma velocidade de teste para ambas os espécimes.

Para o polietileno virgem, a velocidade encontrada, tanto na literatura quanto nos testes, realizada foi de 450 mm/min, onde o corpo de prova rompeu com mais de trinta segundos. No entanto, o polietileno reciclado a velocidade encontrada foi de 55 mm/min, rompendo com mais de trinta segundos. Assim, não seria possível comparar o desempenho mecânico a tração dos corpos de prova virgem e reciclado visto as diferentes velocidades de ensaio.

Ainda, de acordo com o item 8.2 da norma ASTM D638 (velocidade de teste) e Canevarolo [62]:

(...) se a velocidade de ensaio para um determinado polímero não estiver especificada, deve-se utilizar uma velocidade de maneira que o corpo de prova rompa dentro de um intervalo de tempo de meio a cinco minutos de teste.

Assim, dois critérios devem ser obedecidos:

 a duração do ensaio deve estar não menos de 30 segundos e não mais de 5 minutos;

 a região de ruptura deve estar dentro da região L. A figura 3.44 apresenta a região L do corpo de prova. [56]

Figura 3.44 – Região L do corpo de prova para o ensaio de tração

Após os testes, a velocidade adotada para os ensaios foi de 70 mm/min para ambos os materiais, baseado nas recomendações da norma.

Por se tratar de um material isotrópico, o número mínimo de corpos de prova deve obedecer a cinco, isto é, cada caso em estudo devem-se realizar tantos testes forem necessários até obter o mínimo de cinco corpos de prova ensaiados que atendam a todos os requisitos apresentados.

Identificada a velocidade de teste, sabendo do número mínimo de corpos de prova e o tempo mínimo de duração do ensaio, segue apresentação na tabela 3.9 da quantidade de corpos de prova usinados e ensaiados.

Tabela 3.9 – Quantidade de corpos de prova usinados/ensaiados

Caso Quantidade

Polietileno Virgem sem ataque químico 36 Polietileno Virgem com ataque químico 25 Polietileno Reciclado sem ataque químico 37 Polietileno Reciclado com ataque químico 14 Fonte: Próprio autor

Os corpos de prova sem ataque serviram como referência para efeitos comparativos do desempenho mecânico do mesmo material, bem como antes e depois da exposição ao ataque químico com ácido sulfúrico com pH 1,1.

Os ensaios foram realizados com e sem o extensômetro (marca EMIC®), para obter as informações e traçar a curva tensão x deformação completa do material. A figura 3.45 ilustra os dois casos realizados neste trabalho, e a figura 3.46 o extensômetro utilizado.

Figura 3.45 – Ensaios com e sem o uso do extensômetro

Fonte: Próprio autor

Figura 3.46 – Extensômetro utilizado, EMIC® _{modelo EE09}

Fonte: Próprio autor

3.7.2 Ensaio de Impacto IZOD

Os ensaios de impacto IZOD, bem como os entalhes tipo “V” dos corpos de prova foram realizados no SENAI de Maracanaú.

A norma mais utilizada para ensaios de impacto em materiais poliméricos é a ASTM D256, do tipo IZOD. [62]

Os corpos de prova foram entalhados em forma de “V” seguindo a norma [56] com o auxílio de um entalhador CEAST®. A figura 3.47 apresenta o entalhador da CEAST®, para entalhes tipo “V” conforme norma supra.

Figura 3.47 – Entalhador CEAST® _utilizado

Fonte: Próprio autor

Todas as amostras, em todas as condições, foram ensaiadas com o auxílio de uma máquinamáquina de ensaio de impacto da TIME GROUP INC® série XJ, apresentado na figura 3.48, com velocidade de ensaio de 3,5 m/s, conforme norma citada. A energia do pêndulo empregado para impactar o corpo de prova foi de 2,75 J. Os resultados obtidos foram

em joules por metros quadrado.

resistência do ar quando o pêndulo é deslocado, como preconizado em norma.

Figura 3.48 – Máquina de teste de impacto pendular, Time

Group®

Fonte: Próprio autor

Foi realizada a verificação dimensional dos corpos de prova, no entanto não foram utilizados nenhum método estatístico para tratar os dados, tendo em vista o melhor controle para realização do ensaio. A tabela 3.10 apresenta uma síntese dos ensaios válidos.

Tabela 3.10 – Síntese da quantidade dos ensaios realizados de impacto IZOD

Condições Material Virgem Reciclado Sem Ataque 10 10 Com Ataque 11 11 Total Parcial 21 21 Total 42

Fonte: Próprio autor