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16.12 - TIPOS DE POLÍMEROS Existem muitos diferentes materiais poliméricos que são familiares a nós e encontram uma larga variedade de aplicações. Estas incluem, elastômeros (ou borrachas), fibras, revestimentos, adesivos, espumas e filmes. Dependendo de suas propriedades, um particular polímero pode ser usado em 2 ou mais destas categorias de aplicações. Por exemplo, um plástico, se cruzadamente ligado e usado acima da sua temperatura de transição vítrea, pode fazer um satisfatório elastômero. Ou, um material de fibra pode ser usado como um plástico se êle não for estirado em filamentos. Esta porção deste capítulo inclui uma breve discussão de cada um destes tipos de polímeros. Em adição, para cada um, alguns dos métodos comuns de fabricação são notados. 16.13 - PLÁSTICOS Características e Aplicações Possivelmente o maior número de diferentes materiais poliméricos caem dentro da classificação de plásticos. Polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, poliestireno e os fluorcarbonos, epoxes, fenólicos e poliésteres podem ser todos êles classificados como plásticos. Êles têm uma larga variedade de combinações de propriedades. Alguns plásticos são muito rígidos e frágeis; outros são flexíveis, exibindo deformações tanto elásticas quanto plásticas quando tensionados e às vezes experimentando considerável deformação antes da fratura. Polímeros que caem dentro desta classificação podem ter qualquer grau de cristalinidade e todas as estruturas e configurações moleculares (linear, ramificada, isotática, etc..) são possíveis. Materiais plásticos podem ser termoplásticos ou termorrígidos; de fato, esta é a maneira na qual êles são usualmente sub-classificados. Os nomes comerciais, características e aplicações típicas para um número de plásticos são fornecidos na Tabela 16.3. Tabela 16.3 - Nomes Comerciais, Características e Aplicações Típicas para um Número de Materiais Plásticos Vários plásticos exibem propriedades especialmente destacantes. Para aplicações nas quais transparência ótica é crítica, poliestireno e polimetilmetacrilato são especialmente bem adequados; entretanto, é imperativo que o material seja altamente amorfo. Os fluorcarbonos têm um baixo coeficiente de fricção e são extremamente resistentes ao ataque por um produto químico hospedeiro, mesmo em temperaturas relativamente altas. Êles são utilizados como revestimento em utensílios de cozinha que não agarramm, em mancais e buchas, e para componentes eletrônicosde alta temperatura.
Técnicas de Conformação Um bastante considerável variedade de diferentes técnicas são empregadas na conformação de materiais poliméricos. O método usado para um polímero específico depende de vários fatores: (1) se o material termoplástico ou termorrígido; (2) se termoplástico, a temperatura na qual êle se amolece; (3) a estabilidade atmosférica do material que está sendo conformado; e (4) a geometria e tamanho do produto final. Existem numerosas similaridades entre algumas destas técnicas e aquelas utilizadas na fabricação de metais e cerâmicas. Fabricação de materiais poliméricos normalmente ocorre a elevadas temperaturas e às vezes por aplicação de pressão. Termoplásticos são conformados acima de sua temperatura de transição vítrea, e uma pressão aplicada deve ser mantida enquanto a peça é resfriada até abaixo de T g de maneira que o artigo conformado retenha sua forma enquanto ainda macio e esteja num estado plástico. Um benefício econômico do uso de termoplásticos é que êles podem ser reciclados: sucatas de peças termoplásticas podem ser refundidas e reconformadas em novas formas. Fabricação de polímeros termorrígidos é ordinariamente realizada em 2 estágios. Primeiro vem a preparação de um polímero linear (às vezes denominado pré-polímero) como um líquido, tendo uma pequena massa molecular. Este material é convertido no produto final duro e rígido durante o segundo estágio, que é normalmente realizado num molde tendo a desejada forma. Este segundo estágio, denominado "cura", pode ocorrer durante aquecimento e/ou pela adição de catalisador, e às vezes sob pressão. Durante a cura, mudanças química e estrutural ocorrem num nível molecular; uma estrutura cruzadamente ligada ou de rede se forma. Após a cura, polímeros termorrígidos podem ser removidos do molde enquanto ainda quente, uma vez que êles são agora dimensionalmente estáveis. Termorrígidos não podem ser reciclados, não se fundem, são usáveis a temperaturas maiores do que os termoplásticos, e são quimicamente mais inertes. (a) Moldagem Moldagem é o método mais comum para a conformação de polímeros plásticos. As várias técnicas de moldagem são usadas incluem moldagem por compressão, transferência, sopro, injeção e extrusão. Para cada um, um plástico finamente pelotizado ou granulado é forçado, numa temperatura e pressão elevada, a escoar para dentro de uma cavidade do molde, para enchê-la e assumir a sua forma. (b) Moldagem por Compressão e Transferência. Para moldagem por compressão, as apropriadas quantidades de inteiramente misturados polímero e os necessários aditivos são colocados entre os membros macho e fêmea do molde, como ilustrado na Figura 16.15. Ambas as peças de molde são aquecidas; entretanto, apenas uma é móvel. O molde é fechado e calor e pressão são aplicados, causando o material plástico a se tornar viscoso e ser conformado à forma do molde. Antes da moldagem, matérias primas podem ser misturadas e prensadas a frio naforma de um disco, que é chamado uma pré-forma. Préaquecimento da pré-forma reduz o tempo e a pressão de moldagem, estende o tempo de vida da matriz e produz uma peça acabada mais uniforme. Esta técnica de moldagem presta-se para a fabricação de polímeros tanto termoplásticos quanto termorrígidos; entretanto, seu uso com termoplásticos é mais consumidor de tempo e caro.
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Assim o modelo de Bohr representa u
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