13º Congresso Brasileiro de Polímeros
18 e 22 de Outubro de 2015
Natal - RN - Brasil
EFEITO DE TRATAMENTO TÉRMICO SOBRE O ÍNDICE DE
SENSIBILIDADE AO ENTALHE (ISE) DA BLENDA PMMA/PETREC
Querem A. F. Andrade1*; Wanderson S. da Silva2*** Edson N. Ito²***.
1Programa
de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PPgCEM /UFRN, 2Departamento de Engenharia de Materiais – DEMat/UFRN
Endereço: Av. Sen. Salgado Filho, 3000, CEP: 59078-970, Natal-RN. e-mail: [email protected]*; [email protected]**;
[email protected]***.
Resumo
Resultados
Foi avaliado o efeito de diferentes tratamentos térmicos sobre o grau de
cristalinidade da blenda poli(metacrilato de metila)/poli(tereftalato de etileno)
reciclado (PMMA/PETrec), com e sem o uso do agente compatibilizante
poli(metacrilato de metila-al-metacrilato de glicidila-al-acrilato de etila) (MGE),
bem como a influência deste sobre o Índice de Sensibilidade ao Entalhe. No
tratamento térmico T1 as amostras foram aquecidas a 130 °C por 30 minutos e
resfriadas ao ar. No tratamento térmico T2 as amostras foram aquecidas a 230
°C por 5 minutos e resfriadas até –10 °C por 5minutos. Para os valores de ISE
foram realizados ensaios de tração utilizando corpos de prova com e sem
entalhes e pré-trincas. As amostras submetidas ao tratamento térmico T1
apresentaram aumento no grau de cristalinidade e valores de ISE mais distantes
de 1, enquanto que o tratamento T2 conferiu aos materiais um comportamento
oposto.
(a)
Introdução
O índice de sensibilidade ao entalhe (ISE) é definido pela razão entre a
máxima tensão sob tração obtida para uma amostra entalhada (δR,CE) e a
tensão máxima sob tração para uma amostras sem entalhe (δR). Logo,
𝜎𝑅, 𝐶𝐸
𝐼𝑆𝐸 =
(1)
𝜎𝑅
Fica evidente que quanto mais próximo da unidade, menos sensível ao
entalhe será o material. A deformação plástica reduz a energia elástica
armazenada e, com isso, eleva a tenacidade do material, tornando-o menos
sensível ao entalhe [1]. A presença de uma descontinuidade geométrica como
porosidades ou entalhe, provoca uma distribuição não uniforme das tensões ao
longo da peça, de forma que a tensão na região próxima a estas
descontinuidades seja maior que a tensão média nas regiões mais distantes
levando à uma estado de tensão triaxial. Este estado de tensões produz uma
redução significativa na resistência mecânica do material, podendo proporcionar
uma fratura essencialmente frágil [2].
Assim, o presente trabalho se propõe a determinar, de forma simples, os
valores de ISE para as composições da blenda PMMA/PETrec, bem como,
estabelecer uma correlação entre a variação do grau de cristalinidade,
promovida pelos tratamentos térmicos, e a variação nos valores de ISE para tais
materiais.
Experimental
(b)
Figura 2. (a) Grau de cristalinidade e (b) Índice de sensibilidade ao
Entalhe (ISE) das blendas PMMA/PETrec não tratadas e submetidas aos
tratamentos T1 e T2.
Blenda 15/85
Tratamento T1
Não Tratada
(a)
(d)
Tratamento T2
(b)
(c)
(e)
(f)
Figura 3. Imagem de MEV da superfície de fratura da blenda 15/85
(PMMA/PETrec) submetida a ensaio de tração com a presença de entalhe e
pré-trinca. Imagens (a), (b) e (c) ampliação de 50x. Imagens (d), (e) e (f)
ampliação de 10000x.
Conclusão
As amostras submetidas ao tratamento térmico T1 apresentaram redução
dos valores de ISE, enquanto que o tratamento T2 conferiu aos materiais um
aumento desses valores. Assim, a variação nos valores de ISE mostrou-se
coerentes com a variação do grau de cristalinidade e com as propriedades
mecânicas dos materiais anteriormente estudadas. Assim, é possível afirmar
que a redução do ISE está diretamente associada ao aumento no grau de
cristalinidade, evidenciando uma redução na tenacidade do material e que a
dependência entre essas propriedades e o grau de cristalinidade pode está
relacionada com possíveis mudanças causadas na estrutura cristalina dos
materiais após os tratamentos térmicos.
Referências
Figura 1. Fluxograma da metodologia experimental.
1. R. G. Budynas; J. K. Nisbett in Elementos de máquinas de Shigley: projeto de
engenharia mecânica, McGraw-Hill, Porto Alegre, 2011, 8ª Ed.
2. C. A. Correa; R. S. Yamakawa; E. Hage Jr. Polímeros: Ciência e Tecnologia.
1999, 9, 76-84.