Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

SUMÁRIO
Com base no comportamento tensão-deformação, polímeros caem dentro de 3
classificações gerais: frágeis, plásticos e altamente elásticos. Estes materiais não são nem tão fortes
nem tão rígidos quanto os metais e suas propriedades mecânicas são sensíveis a mudanças em
temperatura.
O mecanismo de deformação plástica para polímeros semicristalinos tendo a estrutura da
esferulita foi apresentado. Pensa-se que a deformação por tração ocorre em vários estágios à
medida em que tanto amorfas cadeias quanto laços de segmentos de blocos de tiras (fitas)
dobradas em cadeias (que se separam das lamelas tipo fita) se tornam orientados com o eixo de
tração. A resistência mecânica destes materiais pode ser melhorada por ligação cruzada induzida
por radiação e por aumentos na cristalinidade e na massa molecular média.
Temperaturas de fusão de transição vítrea são importantes parâmetros relativos à faixa de
temperatura na qual um particular polímero pode ser utilizado e processado. As magnitudes de T m e
T g dependem da capacidade das moléculas de resistir a movimentos de cadeia pelos quais surgem
vibrações atômicas coordenadas com a elevação da temperatura. Os mesmos fatores moleculares
que afetam a resistência mecânica e a rigidez influenciam o ponto de fusão e a temperatura de
transição vítrea.
Em relação ao comportamento mecânico a elevadas temperaturas, polímeros são
classificados quer como termoplásticos quer como termorrígidos. O primeiro se amolece quando
aquecido e se endurece quanto resfriado; este ciclo é reversível e possível de ser repetido. Em
contraste, os termorrígidos, uma vez tenham sido endurecidos, não mais se amolecerão no
aquecimento.
Comportamento mecânico viscoelástico, sendo intermediário entre totalmente elástico e
totalmente viscoso, é exibido por um número de materiais poliméricos. Êle é caracterizado pelo
módulo de relaxação, um módulo de elasticidade dependente do tempo. A magnitude do módulo
de relaxação é muito sensível à temperatura; crítica à faixa de temperatura em serviço para
elastômeros é esta dependência em relação à temperatura.
Grandes extensões elásticas são possíveis para materiais elastômeros que são amorfos e
extensivamente ligados cruzadamente. Deformação corresponde ao destorcimento e ao
desbobinamento das cadeias em resposta a uma tensão de tração aplicada. Ligação cruzada é às
vezes encontrada durante o processo de vulcanização. Muitos dos elastômeros são co-polímeros,
enquanto que os elastômeros de silicone são realmente materiais inorgânicos.
Resistências à fratura de materiais poliméricos são baixas em relação aos metais e `as
cerâmicas. São possíveis modos de fratura tanto dútil quanto frágil, e alguns materiais termoplásticos
experimentam uma transição dútil a frágil com um abaixamento de temperatura, um aumento na taxa
de deformação, e/ou uma alteração da espessura ou geometria da amostra. Em alguns
termoplásticos vítrosos, o processos de formação de trinca podem ser precedidos por "frouxidão".
Sínteses de polímeros de grandes massas moleculares é atingida por polimerização, que
existe em 2 tipos diferentes: adição e condensação. As várias propriedades de polímeros podem ser
adicionalmente modificadas pelo uso de aditivos; estes incluem enchedores, plastificadores,
estabilizadores, corantes e retardadores de chama.
Os materiais plásticos podem ser fiados em forma de fibras, que são usadas
principalmente em têxteis. Características mecânicas, térmicas e químicas destes materiais são
especialmente críticas. Algumas fibras são fiadas a partir de um líquido viscoso, após o que elas são