An lise t rmica din mico mec nica
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Análise Térmica Dinâmico-Mecânica PowerPoint PPT Presentation


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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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Análise Térmica Dinâmico-Mecânica

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Presentation Transcript


An lise t rmica din mico mec nica

Análise Térmica Dinâmico-Mecânica

DMTA


An lise t rmica din mico mec nica

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)


Modos de deforma o

Modos de deformação


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:

    • Ondeσ 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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