an lise t rmica din mico mec nica
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Análise Térmica Dinâmico-Mecânica

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Análise Térmica Dinâmico-Mecânica. DMTA. DMTA. Técnica que permite determinar parâmetros relacionados ao comportamento elástico e viscoso dos materiais e como esses parâmetros modificam-se com a temperatura do meio

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Presentation Transcript
slide2
DMTA
  • Técnica que permite determinar parâmetros relacionados ao comportamento elástico e viscoso dos materiais e como esses parâmetros modificam-se com a temperatura do meio
  • O comportamento elástico é aquele em que a energia da solicitação é conservada na reação mecânica do material. A resposta também é instantânea.
  • O comportamento viscoso é aquele em que a energia da solicitação é dissipada no material (em geral por transformação em energia térmica). A resposta é atrasada.
  • Muito mais sensível para algumas transições que a DSC
materiais visco el sticos
Materiais visco-elásticos
  • Apresentam comportamento elástico e viscoso (parte da energia da solicitação retorna como reação e parte é dissipada)
  • A maioria dos materiais poliméricos são visco-elásticos
  • Essas propriedades mecânicas também mudam com a temperatura, em particular quando transições como a Tg são atingidas
dmta princ pio da t cnica
DMTA – princípio da técnica
  • O material é exposto a uma solicitação cíclica (senoidal)
  • O componente elástico leva a uma resposta em fase
  • O componente plástico leva a uma resposta fora de fase (90o)
dmta princ pio
DMTA - Princípio
  • A partir de uma solicitação cíclica, como uma deformação:
    • Onde ε(t) é a deformação num dado tempo

ε(0) é a deformação na amplitude máxima

é a frequência da oscilação e

t é o tempo

  • A resposta (tensão) do material também será cíclica, como a tensão:
    • Onde σ é a tensão e d o ângulo de fase ou defasagem.
dmta princ pio1
DMTA - Princípio
  • Expandindo a equação:
  • Então a tensão é composta por duas componentes:
    • , em fase com a deformação e,
    • , fora de fase.
dmta princ pio2
DMTA - Princípio
  • A partir das amplitudes pode-se determinar os módulos de elasticidade

, em fase com a deformação

, fora de fase com a deformação

  • E´ é o chamado módulo de estocagem e E´´ módulo de perda.
  • E*, o chamado módulo de elasticidade complexo do sistema e é dado por E*= E´+ iE´´
dmta princ pio3
DMTA - Princípio
  • Outro parâmetro fundamental é chamada tangente de perda, tan(δ), também chamada de amortecimento ou atrito interno:
  • As mesmas relações valem para módulos de cisalhamento (G)
varia o de e e e tan em materiais pol m ricos
Variação de E´, E´´ e tan(δ) em materiais políméricos
  • Esses parâmetros variam com a temperatura e as transições podem ser visualizadas tanto nas curvas de E´e E´´ versus a temperatura, mas são particularmente visíveis nas curvas de tan(δ)
aplica es em pol meros
Aplicações em polímeros
  • Sistemas monofásicos
  • Ex.: variação da Tg em blendas miscíveis (ou plastificantes)
sistemas polif sicos
Sistemas polifásicos
  • Blendas imiscíveis com composição variável
prepara o do corpo de prova
Preparação do corpo de prova
  • Moldagem por fusão
    • Vantagens: rápida, dimensões desejadas
    • Desvantagens: degradação, orientação
  • Evaporação de soluções concentradas
    • Sistemas monocomponente, solúvel
    • Solvente residual pode ser um problema
  • Remoção do produto acabado
    • Ideal, mas nem sempre possível
condi es do ensaio
Condições do ensaio
  • Faixa de temperatura
    • Conhecimento da região das transições, ou testar a faixa toda
  • Faixa de frequência de oscilação
    • 1Hz, em geral
    • Ensaios para testar a influência da frequência
  • Amplitude máxima de oscilação
    • Importante para a razão sinal/ruído
    • Deformação muito grande pode ultrapassar a faixa de plasticidade linear
  • Taxa de aquecimento
    • Polímeros são maus condutores de calor: quanto mais baixa a taxa, melhor
    • Compromisso com tempo do experimento
calibra o
Calibração

Quase-estática

Comparação do termopar do aparelho com termômetro calibrado

Dinâmica

Padrões dentro de tubos plásticos

Em geral usa-se a temperatura de fusão

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