SEGUNDA LISTA DE EXERCCIOS PROCESSAMENTO DE MATERIAIS CERMICOS

UNIRB FACULDADE REGINAL DA BAHIA

CURSO ENGENHARIA DE PRODUO

DISCIPLINA PROCESSAMENTO DOS MATERIAIS

DISCENTE MRIO JORGE DE ARAJO GOMES

DOSCENTE PROFESSOR FREIRE

PRIMEIRA LISTA DE EXERCCIOS PROCESSAMENTO DE MATERIAIS POLIMEROS1) Conceitue e classifique os polmeros?Os polmeros correspondem ao agrupamento de monmeros que ao se ligarem formam macromolculas. A reao que forma os polmeros chamada de polimerizao.Quanto ao tipo de polimerizao os polmeros esto classificados em:Polmeros de adio: formados a partir de um nico monmero, atravs de uma reao de adio. As substncias usadas na gerao de polmeros manifestam de forma obrigatria uma ligao dupla entre os carbonos. Ao momento que ocorre a polimerizao, acontece a quebra da ligao e tambm a gerao de duas novas ligaes simples.Polmeros de condensao: so gerados pela reao entre dois monmeros diferentes atravs de uma reao de condensao. Nessa reao ocorre a eliminao de outra molcula, geralmente a gua. Nessa modalidade de polimerizao, os monmeros no necessitam demonstrar ligaes duplas por meio dos carbonos, no entanto, extremamente necessria a presena de dois tipos de grupos funcionais distintos.Polmeros de rearranjo: so gerados pela reao entre monmeros que sofrem rearranjo nas suas estruturas qumicas durante a polimerizao.

Quanto disposio dos monmeros os polmeros esto classificados em:

Homopolmeros: so formados pela repetio em varias cadeias de uma mesma estrutura ou mero.

Copolmeros: so formados pela repetio em varias cadeias de dois ou mais meros.

Quanto estrutura os polmeros esto classificados em:Termoplsticos e Termofixos.2) Defina o que so polmeros termoplsticos e termofixos?Termoplsticos: so compostos de longos fios lineares ou ramificados. A vantagem deste material est na remoldagem, pois estes plsticos podem ser reciclados vrias vezes, ou seja, podem ser conformado mecanicamente n vezes. Possuem uma estrutura parcialmente cristalina ou totalmente amorfa. Termofixos: possui uma estrutura mais rgida, tudo se explica pela estrutura que os compem: ligaes cruzadas unem os fios de polmeros. Durante o preparo deste tipo de plstico, o mesmo aquecido para formar pontes fixas na estrutura polimrica. Os termofixos podem ser conformados mecanicamente uma nica vez.3) Os polmeros que podem ser conformados plasticamente apenas em um estgio intermedirio de sua fabricao. Esses polmeros so denominados?Polmeros termofixos (Termorrgido).4) O produto final em geral rgido e no apresenta escoamento, ou seja, no se liquefaz com o aumento da temperatura, essa descrio se faz com o aumento de polmeros?Esse produto obtido atravs do processamento de polmeros termofixos.5) Polmeros insolveis e infusveis e usualmente amorfos so caractersticas de que tipo de polmeros.

Polmeros termofixos.6) Os elastmeros so polmeros apresentam baixo grau de elasticidade. Justifique essa afirmao?Quando submetidos a tenso, os elastmeros se deformam, mas voltam ao estado inicial quando a tenso removida, apresenta propriedades "elsticas", obtidas depois da reticulao. Ele suporta grandes deformaes antes da ruptura.

7) Conceitue temperatura de transio vtrea?Temperatura de Transio Vitrea: o valor mdio de temperatura que durante o aquecimento de um polimero permite que as cadeias polimericas de fase amorfa adquiram mobilidade.

Temperatura na qual o polmero apresenta a transio no estado no qual apresenta as caractersticas de uma borracha para o estado rgido. [8) Qual a relao da temperatura com a temperatura vtrea quando temos alta mobilidade das cadeias e quando temos baixa relao das cadeias. Justifique?Se t > Tg ento teremos alta mobilidade das molculas;Se t < Tg ento teremos baixa mobilidade das molculas.

9) Qual a diferena bsica entre PEBD e PEAD?PEBD: so formados por molculas menores, constituindo materiais mais flexveis, entretanto com uma menor resistncia;PEAD: so materiais mais rgidos e com moderada resistncia ao impacto, so aplicados em materiais hospitalares, todos de distribuio de gs e gua.10) De que depende a escolha da tcnica usada para o processamento de um polmero?

(1) de o material ser termoplstico ou termofixo.

(2) da temperatura na qual ele amolece, no caso de material termoplstico.

(3) da estabilidade qumica (resistncia degradao oxidativa e diminuio da massa molar das molculas) do material a ser processado.

(4) a geometria e do tamanho do produto final. 11) Como feito e em quantas etapas o processamento de polmeros termofixos?Geralmente feita em duas etapas:1- preparao de composio reativa contendo polmero de baixo peso molecular.pr-polmero.

2- processamento e cura (reticula, vulcanizao) do pr-polmero para obter uma pea dura e rgida, geralmente em um molde que tem a forma da pea acabada.

12) Cite exemplos de polmeros como borracha? Polisopreno-borracha semelhante natural

Bunas s

Aplicaes: pneus, cmaras de ar, vedao, mangueiras de borracha.

Buna n ou pabunan

Neopreno ou policloropreno

Silicone

13) Descreva o processo de extruso de filmes e extruso de fibras?Extruso de filme:

-Uma pr-forma oca de um termoplstico introduzida em uma matriz e por presso do ar expandida contra as paredesdo molde.

-Na extruso de filmes e pelculas, o material extrudado atravs de um jato de ar soprado e resfriado por outro jato de ar cuja temperatura controlada.

-Depois o filme achatado entre 2 roletes de trao e bobinado

Extruso de fibras:

14) Descreva a tcnica do processamento de moldagem por injeo e moldagem por compresso?Moldagem por Compresso: a maioria dos termofixos formada colocando-se se o material slido antes da reticulao em uma matriz aquecida. A aplicao de alta presso e o controle da temperatura fazem o polmero fundir, preencher o molde e endurecer. Ex.: pra-lamas e paineisde automveis;Moldagem por Injeo Reativa: termofixos na forma de resinas liquidas so injetados em um misturador e colocados em um molde aquecido para serem conformados. Um material de reforo constitudo de partculas ou fibras curtas introduzido no molde e impregnnado pelas resinas lquidas para produziro compsito. Ex.: amortecedores de automveise mveis.

15) Descreva o funcionamento de uma extrusora industrial?Nesse processo a pea conformada pela ao combinada de tenses (trao e compresso), mas o que faz com que a pea adquira o formato desejado a resistncia imposta pela matriz (molde ou orifcio) passagem da pea. Assim dizemos que a extruso um processo de conformao onde a fora predominante a compresso indireta (desenvolvida pela matriz).A extruso um mtodo muito comum que faz parte do processo produtivo de filmes plsticos, chapas, barras e peas de metal e at mesmo de alimentos. Basicamente, seu principal componente a prensa hidrulica, ou extrusora, que ir forar a passagem do material pela matriz e controlar o curso e a velocidade de extruso. As prensas mais comuns nas indstrias metalrgicas so horizontais, e tambm existem prensas que realizam a diminuio do perfil externo do material gradativamente, em estgios. Na indstria alimentcia as extrusoras podem possuir ao invs de um mbolo, uma rosca que tem a funo de transportar e dar forma ao material extrudado.16) Descreva o funcionamento e as aplicaes de moldagem por injeo?O processo de moldagem por injeo uma tcnica de moldagemque consiste basicamente em forar, atravs de uma rosca simples (monorosca), a entrada de material fundido para o interior da cavidade de um molde. Este processo muito complexo em funo do nmero de variveis que afetam a qualidade da pea injetada. De modo a obter-se um processo de moldagem por injeo estvel e peas com a qualidade desejada necessrio haver um equilbrio entre os parmetros de injeo como tempo de injeo, temperatura do molde e do material injetado, presso de injeo e recalque, tempo de resfriamento, volume do material injetado, dentre outros. Atualmente as peas moldadas por injeo so usadas em larga escala pela indstria e esto presentes no interior dos automveis, nos gabinetes eletrnicos, nos equipamentos mdicos etc.

A moldagem por injeo um processo dinmico e cclico que pode ser dividido, simplificadamente, em seis etapas sucessivas: fechamento do molde, dosagem, preenchimento, recalque, resfriamento e extrao.

17) O que moldagem por termo formao?O processo Vacuum Forming ou termoformagem alia a preciso tcnica ao baixo custo na confeco dos moldes e na prpria moldagem das peas.Por tais caractersticas a termoformagem pode ser utilizada para produo de quantidades grandes ou pequenas, mas que exigem preciso, beleza, durabilidade, resistncia e opes de design.O perfeito balanceamento entre calor e poder de suco durante o processo de moldagem do as peas termoformadas preciso nos dimensionais e tima qualidade no acabamento, quer sejam peas de alto ou baixo relevo.As peas so moldadas nas mais variadas cores e textura em resinas como Poliestireno (PS), polietileno alta densidade (PEAD), polipropileno (PP), ABS e PET.Os moldes so desenvolvidos de acordo com as necessidades e incorporam solues como: cantos com ngulos retos, inclinados ou arredondados; encaixes para empilhamento, aletas para ventilao, sistemas de encaixe e travamento para peas, aplicao de logtipos, etc.O setor de termoformao engloba uma grande variedade de materiais, tecnologias de processos e mercados finais.

18) Conceitue o que calandragem?O processo de calandragem utilizado para a confeco de filmes planos, chapas e laminados que so posteriormente termoformadas dando origem a produtos para a indstria de embalagens alimentcias, farmacutica, automobilstica e outras. A principal vantagem obter um material com espessura constante e com um excelente acabamento.

19) Quais as principais propriedades mecnicas dos polmeros?Alta flexibilidade: varivel ao longo de faixa bastante ampla, conforme o tipo de polmero e os aditivos usados na sua formulao;

Alta resistncia ao impacto: Tal propriedade, associada transparncia, permite substituio do vidro em vrias aplicaes.

Baixas Temperaturas de Processamento: Alguns plsticos especiais requerem at 400oC para sua conformao.

Disso decorre baixo consumo de energia para conformao.

Ajuste Fino de Propriedades atravs de Aditivao: uso de fibras (vidro, carbono, boro) ou algumas cargas minerais (talco, mica, caolim, wolastonita) aumentam a resistncia mecnica; As cargas fibrosas podem assumir forma de fibras curtas ou longas, redes, tecidos.

Baixa Condutividade Eltrica: Polmeros so altamente indicados para aplicaes onde se requeira isolamento eltrico.

Baixa Condutividade Trmica: A condutividade trmica dos polmeros cerca de mil vezes menor que a dos metais. Logo, so altamente recomendados em aplicaes que requeiram isolamento trmico, particularmente na forma de espumas.

( Estes dois ltimos deve ter a ausncia de eltrons livres.

Maior Resistncia a Corroso: As ligaes qumicas presentes nos plsticos (covalentes/Van der Walls) lhes conferem maior resistncia corroso por oxignio ou produtos qumicos do que no caso dos metais (ligao metlica).

Porosidade: O espao entre as macromolculas do polmero relativamente grande. Isso confere baixa densidade ao polmero, o que uma vantagem em certos aspectos. A principal consequncia deste fato a limitao dos plsticos como material de embalagem, que fica patente no prazo de validade mais curto de bebidas acondicionadas em garrafas de PET.

20) Qual a diferena bsica entre deformao elstica e deformao plstica?Deformao plstica: quando o material deformado no retorna a sua forma inicial, ficou deformado. Deformao elstica: quando o material retorna a sua forma original

A deformao plstica vem sempre depois da elstica21) Quais so os mecanismos de polimerizao?O desenvolvimento cientfico e tecnolgico tem gerado um grande nmero de polmeros para atender s diversas aplicaes. Portanto, possvel utilizar diferentes classificaes para os materiais polimricos. As formas mais comuns de classificao so: do ponto de vista da estrutura qumica; do mtodo de preparao; das caractersticas tecnolgicas e do comportamento trmico. Dependendo do tipo de monmero e mecanismo de polimerizao operante na etapa de produo, os polmeros so classificados em dois grandes grupos: os polmeros de adio e de condensao.22) Faa uma comparao entre materiais polmeros amorfo e cristalino?Polmeros cristalinos: so caracterizados pela capacidade de suas molculas, ou mais corretamente de segmentos de molculas, para formarem arranjos ordenados tridimensionais, exibindo caractersticas de espaamento inter e intramoleculares.

Os polmeros amorfos: no exibem uma ordem estrutural entre as cadeias. No existem distncias ou espaamentos regulares repetidos entre as molculas. Estes polmeros geralmente consistem de molculas de formato irregular, e portanto no se apresentam com um empacotamento de maneira ordenada, podendo lembrar inclusive uma poro de espaguete cozido.23) Cite quais as cargas usualmente usadas para termoplsticos como polietileno, polipropileno e polietileno?Cargas de enchimento: elas reduzem o custo do produto;Cargas de reforo: elas alteram as propriedades mecnicas do produto;

Cargas funcionais: elas alteram as propriedades especificas do produto tais como a condutividade trmica e eltrica.

24) Conceitue o que so estabilizantes para materiais polimricos?Os estabilizantes atuam aumentando a vida til de uma resina ou de um produto acabado. Tambm podem ser usados para aumentar a estabilidade da resina no produto acabado. Tambm podem ser usados para aumentar a estabilidade da resina no processamento (estabilizante de processo).

Antioxidantes: inibem ou diminui a velocidade de processo de degradao oxidativa durante o uso ou processamento;

Estabilizantes trmicos: inibem ou protege a degradao de polmeros halogenados; Estabilizantes UV: inibe ou retarda degradao por UV;

Estabilizantes UV: inibe ou retarda degradao por UV;

Preservativos: inibe ou retarda degradao por micro-organismo.25) Quais as funes principais dos plastificantes nos materiais polmeros?Os plastificantes (e menos comum plastificadores) so aditivos que suavizam os materiais (normalmente misturas de plstico e cargas inorgnicas) aos quais so adicionados. Ainda que se usem os mesmos compostos para plsticos que para concretos, os efeitos so ligeiramente diferentes. Os plastificantes para plsticos: suavizam o produto final incrementando sua flexibilidade. Os plastificantes para concreto: suavizam a mistura antes que cure, fazendo-o mais trabalhvel sem afetar s propriedades finais do produto uma vez endurecido.26) Quais as principais limitaes da poliamida?A poliamida um polmero semicristalino com alto grau de cristalinidade. Devido sua alta performance, a poliamida, tambm conhecida como nylon, um dos mais importantes termoplsticos de engenharia. Tem ampla aplicao, substituindo o metal em componentes e conexes que necessitam de excelentes propriedades mecnicas, qumicas e fsicas.

A reciclagem da poliamida j bastante difundida, mas a aplicao deste polmero reciclado limitada. Sucessivas reciclagens promovem alteraes nas propriedades de diferentes materiais polimricos. Sabe-se que, em geral, ocorrem quebras de estruturas, diminuio de massa molar, aumento do ndice de fluidez e diminuio da resistncia mecnica. Tais alteraes dependem muito do tipo de resina plstica reciclada, das operaes envolvidas, da durao do processo, bem como da temperatura e da tenso de cisalhamento aplicadas. O ideal que a poliamida reciclada seja utilizada como matria prima de novos produtos com caractersticas adequadas de qualidade, tornando-os competitivos frente matria prima proveniente da indstria petroqumica.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Callister, 5 ed. :Captulo 15 : completo e Captulo 16: sees 16.4 a

16.6; 16.11 a 16.18.

Processamento de Polmeros: http://www.academia.edu/5588245/Processamento_de_polimeros.Shackelford, Cincia dos materiais, 6 ed., 2008, Captulo 13: completo.Polmeros: http://pt.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero.