UNIRB – FACULDADE REGINAL DA BAHIA UNIRB – FACULDADE REGINAL DA BAHIA CURSO ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CURSO ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
DISCIPLINA PROCESSAMENTO DOS MATERIAIS DISCIPLINA PROCESSAMENTO DOS MATERIAIS DISCENTE MÁRIO JORGE DE ARAÚJO GOMES DISCENTE MÁRIO JORGE DE ARAÚJO GOMES DOSCENTE PROFESSOR FREIRE
DOSCENTE PROFESSOR FREIRE
PRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS – PROCESSAMENTO DE MATERIAIS POLIMEROS PRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS – PROCESSAMENTO DE MATERIAIS POLIMEROS
1)
1) ConConceiceitue e ctue e claslassifsifiquique os pe os políolímemerosros??
Os polímeros correspondem ao agrupamento de Os polímeros correspondem ao agrupamento de
monômeros que ao se ligarem formam macromoléculas. monômeros que ao se ligarem formam macromoléculas. A reação que forma os polímeros é chamada de
A reação que forma os polímeros é chamada de polimerização.
polimerização. Quanto ao tipo de
Quanto ao tipo de polimerização os polímeros estãopolimerização os polímeros estão classicad
classicados os em:em: olí
olímeros meros de de adiçadiçãoão:: formados a partir de um !nico formados a partir de um !nico
monômero" atra#és de uma reação de adição. As monômero" atra#és de uma reação de adição. As
su$st%ncias usadas na geração de polímeros manifestam su$st%ncias usadas na geração de polímeros manifestam de forma o$rigat&ria uma ligação dupla entre
de forma o$rigat&ria uma ligação dupla entre osos car$onos
car$onos. Ao . Ao momento que ocorre a polimerização"momento que ocorre a polimerização" acontece a que$ra
acontece a que$ra da ligação da ligação ' e ' e tam$ém a tam$ém a geração degeração de duas no#as ligaç(es simples
duas no#as ligaç(es simples..
olí
olímeros meros de cde condenondensaçãsaçãoo:: são gerados pela reação são gerados pela reação
entre dois monômeros diferentes atra#és de uma reação entre dois monômeros diferentes atra#és de uma reação de condensação. )essa reação ocorre a
de condensação. )essa reação ocorre a eliminação deeliminação de outra molécula" geralmente a *gua. )essa modalidade outra molécula" geralmente a *gua. )essa modalidade de polimerização" os monômeros não necessitam
de polimerização" os monômeros não necessitam
demonstrar ligaç(es duplas por meio dos car$onos" no demonstrar ligaç(es duplas por meio dos car$onos" no entanto" é e+tremamente necess*ria a presença de dois entanto" é e+tremamente necess*ria a presença de dois tipos de grupos funcionais distintos.
tipos de grupos funcionais distintos.
olímeros de rearran,o: são gerados pela reação
olímeros de rearran,o: são gerados pela reação entreentre monômeros que sofrem rearran,o nas suas estruturas monômeros que sofrem rearran,o nas suas estruturas químicas durante a
químicas durante a polimerizaçãopolimerização..
Quanto * disposição dos monômeros os polímeros estão Quanto * disposição dos monômeros os polímeros estão classicad
classicados os em:em:
-omopolímeros: são formados pela repetição em #arias -omopolímeros: são formados pela repetição em #arias cadeias de uma mesma estrutura ou mero.
cadeias de uma mesma estrutura ou mero.
opolímeros: são formados pela repetição em #arias opolímeros: são formados pela repetição em #arias cadeias de dois ou mais meros.
cadeias de dois ou mais meros.
Quanto * estrutura os polímeros estão classicados em: Quanto * estrutura os polímeros estão classicados em: /ermopl*sticos e /ermo+os.
/ermopl*sticos e /ermo+os.
2)
2) DefDefina o quina o que são e são polímpolímeros eros termtermoplásoplásticos ticos e tere termofmofixos?ixos?
/ermopl*sticos: são compostos de longos os lineares ou /ermopl*sticos: são compostos de longos os lineares ou ramicados. A #antagem deste material est* na
remoldagem" pois estes pl*sticos podem ser reciclados #*rias #ezes" ou se,a" podem ser conformado
mecanicamente n #ezes. ossuem uma estrutura parcialmente cristalina ou totalmente amorfa.
/ermo+os: possui uma estrutura mais rígida" tudo se e+plica pela estrutura que os comp(em: ligaç(es
cruzadas unem os os de polímeros. 0urante o preparo deste tipo de pl*stico" o mesmo é aquecido para formar pontes +as na estrutura polimérica. Os termo+os
podem ser conformados mecanicamente uma !nica #ez.
3) Os polímeros que podem ser conformados plasticamente apenas em um estágio intermediário de sua fabricaão! "sses polímeros são denominados?
olímeros termo+os 1/ermorrígido2.
#) O produto final $ em geral rígido e não apresenta escoamento% ou se&a% não se liquefa' com o aumento da temperatura% essa descrião se fa' com o aumento de polímeros?
3sse produto é o$tido atra#és do processamento de polímeros termo+os.
() olímeros insol*+eis e infusí+eis e usualmente amorfos são características de que tipo de polímeros!
olímeros termo+os.
,) Os elast-meros são polímeros apresentam baixo grau de elasticidade! .ustifique essa afirmaão?
Quando su$metidos a tensão" os elastômeros se
deformam" mas #oltam ao estado inicial quando a tensão é remo#ida" apresenta propriedades 4el*sticas4" o$tidas depois da reticulação. 3le suporta grandes deformaç(es antes da ruptura.
/) Conceitue temperatura de transião +ítrea?
/emperatura de /ransição 5itrea: é o #alor médio de
temperatura que durante o aquecimento de um polimero permite que as cadeias polimericas de fase amorfa
adquiram mo$ilidade.
/emperatura na qual o polímero apresenta a transição no estado no qual apresenta as características de uma $orracha para o estado rígido.
0) ual a relaão da temperatura com a temperatura +ítrea quando temos alta mobilidade das cadeias e quando temos baixa relaão das cadeias! .ustifique?
6e t 7 /g então teremos alta mo$ilidade das moléculas8 6e t 9 /g então teremos $ai+a mo$ilidade das
moléculas.
30: são formados por moléculas menores"
constituindo materiais mais ;e+í#eis" entretanto com uma menor resist<ncia8
3A0: são materiais mais rígidos e com moderada resist<ncia ao impacto" são aplicados em materiais hospitalares" todos de distri$uição de g*s e *gua.
15) De que depende a escol6a da t$cnica usada para o processamento de um polímero?
1=2 de o material ser termopl*stico ou termo+o. 1>2 da temperatura na qual ele amolece" no caso de
material termopl*stico.
1?2 da esta$ilidade química 1resist<ncia @ degradação o+idati#a e @ diminuição da massa molar das
moléculas2 do material a ser processado.
12 a geometria e do tamanho do produto nal.
11) Como $ feito e em quantas etapas o processamento de polímeros termofixos?
Beralmente é feita em duas etapas:
=C preparação de composição reati#a contendo polímero de $ai+o peso molecular.DpréCpolímeroD.
>C processamento e cura 1reticulaçã" #ulcanização2 do EpréCpolímeroD para o$ter uma peça dura e rígida" geralmente em um molde que tem a forma da peça aca$ada.
12) Cite exemplos de polímeros como borrac6a?
• olisoprenoC$orracha semelhante * natural • unas s
Aplicaç(es: pneus" c%maras de ar" #edação" mangueiras de $orracha.
• una n ou pa$unan
• )eopreno ou policloropreno • 6ilicone
13) Descre+a o processo de extrusão de filmes e extrusão de fibras?
3+trusão de lme:
CFma préCforma oca de um termopl*stico é introduzida em uma matriz e por pressão do ar é e+pandida contra as paredesdo molde.
C)a e+trusão de lmes e películas" o material é
e+trudado atra#és de um ,ato de ar soprado e resfriado por outro ,ato de ar cu,a temperatura é controlada.
C0epois o lme é achatado entre > roletes de tração e é $o$inado
3+trusão de $ras:
Goldagem por ompressão: a maioria dos termo+os é formada colocandoCse se o material s&lido antes da
reticulação em uma matriz aquecida. A aplicação de alta pressão e o controle da temperatura fazem o polímero fundir" preencher o molde e endurecer. 3+.: p*raClamas e paineisde autom&#eis8
Goldagem por Hn,eção Ieati#a: termo+os na forma de resinas liquidas são in,etados em um misturador e
colocados em um molde aquecido para serem
conformados. Fm material de reforço constituído de partículas ou $ras curtas é introduzido no molde e impregnnado pelas resinas líquidas para produziro
comp&sito. 3+.: amortecedores de autom&#eise m&#eis.
1() Descre+a o funcionamento de uma extrusora industrial?
)esse processo a peça é conformada pela ação
com$inada de tens(es 1tração e compressão2" mas o que faz com que a peça adquira o formato dese,ado é a
resist<ncia imposta pela matriz 1molde ou orifício2 @ passagem da peça. Assim dizemos que a e+trusão é um processo de conformação onde a força predominante é a compressão indireta 1desen#ol#ida pela matriz2.A
e+trusão é um método muito comum que faz parte do processo produti#o de lmes pl*sticos" chapas" $arras e peças de metal e até mesmo de alimentos. asicamente" seu principal componente é a prensa hidr*ulica" ou
e+trusora" que ir* forçar a passagem do material pela matriz e controlar o curso e a #elocidade de e+trusão. As prensas mais comuns nas ind!strias metal!rgicas são horizontais" e tam$ém e+istem prensas que realizam a diminuição do perl e+terno do material
gradati#amente" em est*gios. )a ind!stria alimentícia as e+trusoras podem possuir ao in#és de um <m$olo" uma rosca que tem a função de transportar e dar forma ao material e+trudado.
1,) Descre+a o funcionamento e as aplica7es de moldagem por in&eão?
O processo de moldagem por in,eção é uma técnica de moldagem que consiste $asicamente em forçar" atra#és de uma rosca simples 1monorosca2" a entrada de
material fundido para o interior da ca#idade de um molde. 3ste processo é muito comple+o em função do n!mero de #ari*#eis que afetam a qualidade da peça in,etada. 0e modo a o$terCse um processo de moldagem por in,eção est*#el e peças com a qualidade dese,ada é necess*rio ha#er um equilí$rio entre os par%metros de in,eção como tempo de in,eção" temperatura do molde e
do material in,etado" pressão de in,eção e recalque" tempo de resfriamento" #olume do material in,etado" dentre outros. Atualmente as peças moldadas por in,eção são usadas em larga escala pela ind!stria e estão presentes no interior dos autom&#eis" nos
ga$inetes eletrônicos" nos equipamentos médicos etc. A moldagem por in,eção é um processo din%mico e
cíclico que pode ser di#idido" simplicadamente" em seis etapas sucessi#as: fechamento do molde" dosagem"
preenchimento" recalque" resfriamento e e+tração.
1/) O que $ moldagem por termo formaão?
O processo 5acuum Jorming ou termoformagem alia a precisão técnica ao $ai+o custo na confecção dos moldes e na pr&pria moldagem das peças.or tais características a termoformagem pode ser utilizada para produção de quantidades grandes ou pequenas" mas que e+igem precisão" $eleza" dura$ilidade" resist<ncia e opç(es de design.O perfeito $alanceamento entre calor e poder de sucção durante o processo de moldagem dão as peças termoformadas precisão nos dimensionais e &tima
qualidade no aca$amento" quer se,am peças de alto ou $ai+o rele#o.As peças são moldadas nas mais #ariadas cores e te+tura em resinas como oliestireno 162" polietileno alta densidade 13A02" polipropileno 12" A6 e 3/.Os moldes são desen#ol#idos de acordo com as necessidades e incorporam soluç(es como: cantos
com %ngulos retos" inclinados ou arredondados8 encai+es para empilhamento" aletas para #entilação" sistemas de encai+e e tra#amento para peças" aplicação de
log&tipos" etc.O setor de termoformação englo$a uma grande #ariedade de materiais" tecnologias de processos e mercados nais.
10) Conceitue o que $ calandragem?
O processo de calandragem é utilizado para a confecção de lmes planos" chapas e laminados que são
posteriormente termoformadas dando origem a produtos para a ind!stria de em$alagens alimentícias"
farmac<utica" automo$ilística e outras. A principal
#antagem é o$ter um material com espessura constante e com um e+celente aca$amento.
Alta ;e+i$ilidade: #ari*#el ao longo de fai+a $astante ampla" conforme o tipo de polímero e os aditi#os usados na sua formulação8
Alta resist<ncia ao impacto: /al propriedade" associada @ transpar<ncia" permite su$stituição do #idro em #*rias aplicaç(es.
ai+as /emperaturas de rocessamento: Alguns pl*sticos especiais requerem até KKo para sua conformação.
0isso decorre $ai+o consumo de energia para conformação.
A,uste Jino de ropriedades atra#és de Aditi#ação: uso de $ras 1#idro" car$ono" $oro2 ou algumas cargas
minerais 1talco" mica" caolim" Lolastonita2 aumentam a resist<ncia mec%nica8 As cargas $rosas podem assumir forma de $ras curtas ou longas" redes" tecidos.
ai+a onduti#idade 3létrica: olímeros são altamente indicados para aplicaç(es onde se requeira isolamento elétrico.
ai+a onduti#idade /érmica: A conduti#idade térmica dos polímeros é cerca de mil #ezes menor que a dos metais. Mogo" são altamente recomendados em
aplicaç(es que requeiram isolamento térmico" particularmente na forma de espumas.
3stes dois !ltimos de#e ter a aus<ncia de elétrons li#res.
Gaior Iesist<ncia a orrosão: As ligaç(es químicas
presentes nos pl*sticos 1co#alentesN5an der alls2 lhes conferem maior resist<ncia @ corrosão por o+ig<nio ou produtos químicos do que no caso dos metais 1ligação met*lica2.
orosidade: O espaço entre as macromoléculas do polímero é relati#amente grande. Hsso confere $ai+a
densidade ao polímero" o que é uma #antagem em certos aspectos. A principal consequ<ncia deste fato é a
limitação dos pl*sticos como material de em$alagem" que ca patente no prazo de #alidade mais curto de $e$idas acondicionadas em garrafas de 3/.
25) ual a diferena básica entre deformaão elástica e deformaão plástica?
0eformação pl*stica: quando o material deformado não retorna a sua forma inicial" cou deformado.
0eformação el*stica: quando o material retorna a sua forma original
A deformação pl*stica #em sempre depois da el*stica
O desen#ol#imento cientíco e tecnol&gico tem gerado um grande n!mero de polímeros para atender @s
di#ersas aplicaç(es. ortanto" é possí#el utilizar
diferentes classicaç(es para os materiais poliméricos. As formas mais comuns de classicação são: do ponto de #ista da estrutura química8 do método de preparação8 das características tecnol&gicas e do comportamento térmico. 0ependendo do tipo de monômero e mecanismo de polimerização operante na etapa de produção" os
polímeros são classicados em dois grandes grupos: os polímeros de adição e de condensação.
22) 9aa uma comparaão entre materiais polímeros amorfo e cristalino?
olímeros cristalinos: são caracterizados pela
capacidade de suas moléculas" ou mais corretamente de segmentos de moléculas" para formarem arran,os
ordenados tridimensionais" e+i$indo características de espaçamento inter e intramoleculares.
Os polímeros amorfos: não e+i$em uma ordem estrutural entre as cadeias. )ão e+istem dist%ncias ou
espaçamentos regulares repetidos entre as moléculas. 3stes polímeros geralmente consistem de moléculas de formato irregular" e portanto não se apresentam com um empacotamento de maneira ordenada" podendo lem$rar inclusi#e uma porção de espaguete cozido.
23) Cite quais as cargas usualmente usadas para termoplásticos como polietileno% polipropileno e polietileno?
argas de enchimento: elas reduzem o custo do produto8 argas de reforço: elas alteram as propriedades
mec%nicas do produto8
argas funcionais: elas alteram as propriedades especicas do produto tais como a conduti#idade térmica e elétrica.
2#) Conceitue o que são estabili'antes para materiais polim$ricos?
Os esta$ilizantes atuam aumentando a #ida !til de uma resina ou de um produto aca$ado. /am$ém podem ser usados para aumentar a esta$ilidade da resina no
produto aca$ado. /am$ém podem ser usados para aumentar a esta$ilidade da resina no processamento 1esta$ilizante de processo2.
Antio+idantes: ini$em ou diminui a #elocidade de processo de degradação o+idati#a durante o uso ou processamento8
3sta$ilizantes térmicos: ini$em ou protege a degradação de polímeros halogenados8
3sta$ilizantes F5: ini$e ou retarda degradação por F58 reser#ati#os: ini$e ou retarda degradação por microC organismo.
2() uais as fun7es principais dos plastificantes nos materiais polímeros?
Os plasticantes 1e menos comum plasticadores2 são aditi#os que sua#izam os materiais 1normalmente
misturas de pl*stico e cargas inorg%nicas2 aos quais são adicionados. Ainda que se usem os mesmos compostos para pl*sticos que para concretos" os efeitos são
ligeiramente diferentes.
Os plasticantes para pl*sticos: sua#izam o produto nal incrementando sua ;e+i$ilidade.
Os plasticantes para concreto: sua#izam a mistura antes que cure" fazendoCo mais tra$alh*#el sem afetar @s propriedades nais do produto uma #ez endurecido.
2,) uais as principais limita7es da poliamida?
A poliamida é um polímero semicristalino com alto grau de cristalinidade. 0e#ido @ sua alta performance" a
poliamida" tam$ém conhecida como nPlon" é um dos mais importantes termopl*sticos de engenharia. /em ampla aplicação" su$stituindo o metal em componentes e cone+(es que necessitam de e+celentes propriedades mec%nicas" químicas e físicas.
A reciclagem da poliamida ,* é $astante difundida" mas a aplicação deste polímero reciclado é limitada. 6ucessi#as reciclagens promo#em alteraç(es nas propriedades de diferentes materiais poliméricos. 6a$eCse que" em geral" ocorrem que$ras de estruturas" diminuição de massa molar" aumento do índice de ;uidez e diminuição da resist<ncia mec%nica. /ais alteraç(es dependem muito do tipo de resina pl*stica reciclada" das operaç(es en#ol#idas" da duração do processo" $em como da
temperatura e da tensão de cisalhamento aplicadas. O ideal é que a poliamida reciclada se,a utilizada como matéria prima de no#os produtos com características adequadas de qualidade" tornandoCos competiti#os frente @ matéria prima pro#eniente da ind!stria petroquímica.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
allister" ed. :apítulo = : completo e apítulo =R: seç(es =R. a
rocessamento de olímeros:
http:NNLLL.academia.eduNSS>NrocessamentoTdeTp olimeros.
6hacUelford" i<ncia dos materiais" RV ed." >KKS" apítulo =?: completo.
