Comportamento dinâmico-mecânico e relaxações em polímeros e blendas poliméricas

Abstract

Recebido em 3/11/03; aceito em 26/8/04; publicado na web em 2/2/05 DYNAMIC MECHANICAL BEHAVIOR AND RELAXATIONS IN POLYMERS AND POLYMERIC BLENDS. Dynamic mechanical analysis (DMA) is widely used in materials characterization. In this work, we briefly introduce the main concepts related to this technique such as, linear and non-linear viscoelasticity, relaxation time, response of material when it is submitted to a sinusoidal or other periodic stress. Moreover, the main applications of this technique in polymers and polymer blends are also presented. The discussion includes: phase behavior, crystallization; spectrum of relaxation as a function of frequency or temperature; correlation between the material damping and its acoustic and mechanical properties.Keywords: DMA; polymer; polymer blends. INTRODUÇÃOA análise dinâmico-mecânica (DMA) ou análise termodinâmico-mecânica (DMTA) tem como um dos principais objetivos relacionar as propriedades macroscópicas, tais como as propriedades mecâni-cas, às relaxações moleculares associadas a mudanças conformacionais e a deformações microscópicas geradas a partir de rearranjos moleculares 1 .As propriedades mecânicas dos materiais são avaliadas a partir de uma solicitação, na forma de uma deformação ou na aplicação de uma tensão, com o monitoramento da resposta do material, expressa como tensão ou como deformação, respectivamente. Ensaios mecâ-nicos são classificados como estáticos, uma vez que se aplica ao material uma tensão ou deformação constante, ou a taxas constantes. Estes experimentos são destrutivos, já que uma de suas finalidades é a determinação de propriedades limite do material.A análise dinâmico-mecânica consiste, de modo geral, em se aplicar uma tensão ou deformação mecânica oscilatória, normalmente senoidal, de baixa amplitude a um sólido ou líquido viscoso, medindo-se a deformação sofrida por este ou a tensão resultante, respectivamente, sob variação de freqüência ou de temperatura 2 .O comportamento mecânico ou dinâmico-mecânico de um material será governado por sua viscoelasticidade, que será função do tipo de ensaio e de solicitação aplicados. Dependendo da resposta ao estímulo mecânico, o material pode ser classificado como elástico ou viscoso. Para um sólido perfeitamente elástico ou Hookiano a deformação é proporcional à tensão aplicada e vice-versa, segundo a lei de Hooke. Um material viscoso ideal obedece à lei de Newton, que estabelece que a tensão e a taxa de cisalhamento estão relacionadas através de uma característica intrínseca que é a viscosidade 1,2 . Materiais poliméricos apresentam comportamento mecânico intermediário ao elástico e ao viscoso, sendo denominados viscoelásticos. A contribuição elástica e viscosa para o comportamento mecânico do polímero depende da temperatura e da escala de tempo do experimento.O comportamento viscoelástico de materiais poliméricos pode ser compreendido mais facilmente a partir de ensaios mecânicos.Resultados típicos de ensaios de fluência são mostrados na Figura 1, e se relacionam a testes realizados sob cisalha...

Avaliação das propriedades dinâmico mecânicas e reológicas de compositos nanoestruturados de PPS/MWCNT

“…A técnica é útil em detectar variações na rigidez dos compósitos nanoestruturados em função da temperatura, além de ser sensível a diversos processos de relaxação e transições da matriz no compósito. Além disso, fornece informações importantes sobre a interface reforço-matriz [20,21] . A Figura 1 apresenta os principais resultados quanto à variação do módulo de armazenamento (E') em função da temperatura para o PPS puro e para seus compósitos nanoestruturados PPS/MWCNT.…”

Layered double hydroxides as fillers in poly(l-lactide) nanocomposites, obtained by in situ bulk polymerization

“…At temperatures close to 50°C, the storage modulus and loss modulus were high and low, respectively, and the samples acted as a glassy material, and thus, stiff [21] . At temperatures above 80°C, both the modulus were low, and the samples exhibited a viscous behavior.…”

Análise Dinâmico-Mecânica de Materiais Compósitos Poliméricos

“…Um dos principais objetivos desta técnica é relacionar as propriedades macroscópicas, como as propriedades termomecânicas, com relaxações moleculares, as quais podem ser ocasionadas por mudanças conformacionais e/ou deformações microscópicas geradas pela movimentação molecular (devida a variação de temperatura, frequência ou tempo) [4,9].…”

“…O módulo de Young é calculado a partir da inclinação inicial da curva tensão-deformação, gerada a partir de um ensaio estático e destrutivo, onde a tensão ou deformação é aplicada a taxa constante e o objetivo é determinar as propriedades limites do material. O módulo de armazenamento determinado no DMA, como o nome já diz, é dinâmico, e a tensão ou deformação mecânica aplicada é oscilatória, a qual resulta na deformação sofrida ou tensão resultante em função da frequência ou da temperatura [7,9].…”