Ensaios Mecânicos de
Polímeros
Técnicas de Caracterização de Polímeros
Propriedades mecânicas
• Essenciais para determinar se um material é adequado ou não para
ser usado numa peça ou produto
• Valores de propriedades mecânicas (módulo de elasticidade,
tenacidade, etc.) podem servir de parâmetros para escolha e
comparação entre diferentes materiais
• Esses valores são obtidos por meio de ensaios padronizados
Propriedades mecânicas dos polímeros
• Em geral são inferiores às dos materiais metálicos e cerâmicos, por
exemplo
• Em polímeros essas propriedades são resultados de interações
relativamente fracas entre as cadeias no material sólido
• Estão entre essas interações aquelas de Van der Walls, ligações de
hidrogênio, dipolo-dipolo, etc.
• Nos metais temos as ligações metálicas e nas cerâmicas ligações
iônicas (todas essas mais fortes)
Curva tensão x deformação: comportamento
de polímeros nos ensaios mecânicos
• Nessa curva, feita em máquinas universais de ensaios, a tensão no material é
registrada com o aumento da deformação aplicada
• Analisando essas curvas os polímeros podem ser divididos em 5 classes:
• Elevado módulo de elasticidade e baixa elongação na ruptura (podem ou não escoar)
• Elevado módulo de elasticidade, tensão de escoamento, tensão de ruptura e moderada
elongação na ruptura
• Elevado módulo elástico, tensão no escoamento, elongação na ruptura e resistância máxima
à tração
• Baixo módulo de elasticidade, baixa tensão de escoamento, elevada elongação e tensão no
ponto de ruptura
• Baixo módulo de elasticidade e tensão no escoamento, elongação no ponto de ruptura de
baixa a moderada.
Comportamento geral de polímeros em
ensaios mecânicos
• Elevado módulo de elasticidade e baixa
elongação na ruptura (podem ou não
escoar)
• Elevado módulo de elasticidade, tensão
de escoamento, tensão de ruptura e
moderada elongação na ruptura
• Elevado módulo elástico, tensão no
escoamento, elongação na ruptura e
resistância máxima à tração
• Baixo módulo de elasticidade, baixa
tensão de escoamento, elevada
elongação e tensão no ponto de ruptura
• Baixo módulo de elasticidade e tensão no
escoamento, elongação no ponto de
ruptura de baixa a moderada.
Influência da temperatura e da velocidade do
ensaio
Comportamento Deformacional
• Fluxo viscoso
• Deformação permanente
• Elasticidade da borracha
• Deformações permanentes são impedidas pela presença de uma rede de
ligações cruzadas
• Viscoelasticidade
• Deformações parcialmente reversíveis
• Elasticidade hookeana
• Resposta reversível
Tipos de Ensaios
• Tração
• Flexão
• Compressão
Ensaio de Tração, principais parâmetros
Exemplos de Ensaios Mecânicos em
Polímeros – PEAD e PEBD
PS puro e HIPS
Nylon 6,6 reforçado com fibra de vidro
Diferença entre tração e compressão: PS
Resistência ao impacto
• Maneira de determinar a tenacidade em solicitações rápidas
(impacto)
• Ensaios padronizados, porém os valores variam muito, pois
dependem de outros fatores além da composição química do material