PROMINP Materiais Não Metálicos Plasticos de Engenharia e Compósitos

7/24/2019 PROMINP Materiais No Metlicos Plasticos de Engenharia e Compsitos

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POLMEROS DE ENGENHARIA

CLASSIFICAO


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Poliamidas so polmeros de cadeia molecular longa contendo ogrupo amida (N-H-C=O). Estes polmeros so obtidos porpolimerizao de um dicido com uma diamina.

A poliamida 11 produzida a partir de matria-prima renovvel deorigem vegetal, um termoplstico ecolgico que no liberacomponentes orgnicos volteis.

Poliamida 11 (Nylon 11)

Estrutura qumica tpica da poliamida


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Propriedades gerais da poliamida 11.

Acids - concentrated Poor

Acids - dilute Fair-Poor

Alcohols FairAlkalis Good-Fair

Aromatic hydrocarbons Good

Greases and Oils Good

Halogenated Hydrocarbons Good-Poor

Halogens Poor

Ketones Good-Fair

Chemical Resistance


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Dielectric constant @1MHz 3.0Dielectric strength ( kV mm-1 ) 20

Dissipation factor @ 1kHz 0.05

Surface resistivity ( Ohm/sq ) 1014

Volume resistivity ( Ohmcm ) 1014

Electrical Properties

Coefficient of friction 0.2-0.3

Elongation at break ( % ) 320

Hardness - Rockwell M60

Izod impact strength ( J m-1 ) 96

Tensile modulus ( GPa ) 1.5

Tensile strength ( MPa ) 44

Mechanical Properties


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Density ( g cm-3 ) 1.04

Flammability V2

Limiting oxygen index ( % ) 22

Radiation resistance Fair Resistance to Ultra-violet Fair?

Water absorption - equilibrium ( % ) 2.5

Water absorption - over 24 hours ( % ) 0.8

PhysicalProperties


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Tg (C )

Tm (C )

Coefficient of thermal expansion ( x10-6 K-1 )

46

190

125

Heat-deflection temperature - 0.45MPa (C ) 150

Heat-deflection temperature - 1.8MPa (C ) 55

Lower working temperature (C ) -50

Thermal conductivity @23C ( W m-1 K-1 ) 0.3

Upper working temperature (C ) 70-130

Thermal Properties

Fonte das tabelas: http://www.goodfellow.com/e http://www.matbase.com/
http://www.goodfellow.com/http://www.goodfellow.com/


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Tambm chamado poliacetal, um termoplstico cristalino de altarigidez.Pode ser obtido na forma homo e copolmero, sendo as duas formas

rgidas e com alta resistncia a abraso.Produzido com os nomes comerciais Delrin, Celcon, Duracon,HostaformO POM homopolmero (Delrin) polimerizado diretamente a partir doformaldedo puro. Para o POM copolmero, o formaldedo

convertido em trioxano e este polimerizado junto com um co-monmero, originando o POM copolmero (Hostaform).

Poli(xido metileno) POM


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O POM homopolmero tem grau de cristalinidade maior que o POMcopolmero, em contrapartida a resistncia qumica do copolmero maior.Aplicado em engrenagens, rolamentos, peas de esqus, naindstria de automvel e eletrnica, componentes industriais, ajustes

de canalizao, caldeiras

Unidade repetitiva do POM


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Absorcin de Agua - en 24 horas ( % ) 0,2 - 0,25

Absorcin de Agua - Equilibrio ( % ) 0,6 - 0,8

Densidad ( g cm-3 ) 1,41

Indice de Oxgeno Lmite ( % ) 15

Inflamabilidad HB

Resistencia a la Radiacin Mala

Resistencia a los Ultra-violetas Mala

Propriedades Fsicas


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Alargamiento a la Rotura ( % ) 15 - 40

Dureza - Rockwell M80

Mdulo de Traccin ( GPa ) 2,3 - 2,8

Relacin de Poisson 0,35Resistencia a la Traccin ( MPa ) 60-70

Resistencia al Impacto Izod ( J m-1 ) 70-80

Propriedades Mecnicas


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Calor Especfico ( J K-1 kg-1 ) 1500

Coeficiente de Expansin Trmica ( x10-6 K-1 ) 80-120

Conductividad Trmica a 23C ( W m-1 K-1 ) 0,23-0,3

Temperatura de Defleccin en Caliente - 0.45MPa (C) 160

Temperatura de Defleccin en Caliente - 1.8MPa (C ) 110

Temperatura Mxima de Utilizacin (C ) 80-120

Temperatura Mnima de Utilizacin (C ) -40

Propriedades Trmicas


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Acidos - concentrados Mala

Acidos - diluidos Buena-Aceptable

Alcals Buena

Alcoholes Buena-Aceptable

Cetonas Buena - Aceptable

Grasas y Aceites Buena

Halgenos Mala

Hidro-carbonios halgenos Buena-Mala

Hidrocarburos Aromticos Buena

Resistncia Qumica


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Obtido por polimerizao por crescimento passo a dialquilao desais bisfenolato. Um exemplo tpico a reao de 4,4-difluorobenzofenona com o sal dissdico de hidroquinona, que

geradoin situ por desprotonao com carbonato de sdio. A reao conduzida a cerca de 300C em solventes aprticos polares, taiscomo difenil-sulfona.

Poli(ter-ter-cetona) PEEK

Unidade repetitiva do PEEK


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um polmero de alta performance, com destaque para sua altacristalinidade e excelente resistncia mecnica.Apresenta alta resistncia a produtos qumicos e hidrlise at260C, alta resistncia termo-mecnica, alm de boas propriedadestribolgicas e eltricas. resistente s correntes de fuga, possui

propriedades de deslize, alta resistncia a raios gama e resistnciaao desgaste.Deste modo o PEEK aplicado em quase todos os ramos daindstria. Na tecnologia mdica ou na indstria alimentcia o PEEK utilizado devido possibilidade de repetidas esterilizaes sem

formar rasgos por tenses, e ainda, possui uma alta resistncia aradiaes de energia intensiva.


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Compressive (Crushing) Strength 120 to 300 MPa (17 to 44 x 103 psi)Density 1.32 to 1.51 g/cm3 (82 to 94 lb/ft3)Elastic (Young's, Tensile) Modulus 4 to 24 GPa (0.6 to 3.5 x 106 psi)Electrical Resistivity Order of Magnitude3 to 14 10x -mElongation at Break 1.3 to 50 %

Flexural Modulus 3.7 to 24 GPa (0.54 to 3.5 x 106

psi)Flexural Strength 160 to 345 MPa (23 to 50 x 103 psi)Glass Transition Temperature 145 C (290 F)Heat Deflection Temperature: 160 to 316C (320 to 600 F)Limiting Oxygen Index (LOI) 38 %Melting Onset (Solidus) 340 C (640 F)

Shear Strength 50 to 100 MPa (7.3 to 15 x 103 psi)Specific Heat Capacity 1240 to 1700 J/kg-K

Propriedades gerais do PEEK


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Strength to Weight Ratio 70 to 161 kN-m/kg

Tensile Strength: Ultimate (UTS) 92 to 230 MPa (13 to 33 x 103 psi)

Thermal Conductivity 0.25 to 0.93 W/m-K

Thermal Expansion 15 to 48 m/m-K

Water Absorption: After 24 Hours 0.06 to 0.5 %

Water Absorption: At Saturation 0.22 to 0.5 %

Fonte da tabela: http://www.makeitfrom.com/


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So materiais praticamente inertes, atxicos, com baixo coeficientede atrito.

Possuem excelente resistncia qumica maioria dos cidos, bases,sais e solventes.Apresentam impermeabilidade a fluidos e gases dissolvidos,mantendo suas propriedades fsico-qumicas.So especialmente indicados para aplicaes que exijam grande

resistncia qumica.

Fluoropolmeros


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Entre os fluoropolmeros, o poli(etileno-cloro trifluoretileno) um dosutilizados em vlvulas.O ECTFE foi desenvolvido na segunda metade do sculo XX epossui um tomo de cloro na unidade de repetio fluorada,alternada a um etileno na cadeia principal.

Sua estrutura gera propriedades de barreira a determinado produtosqumicos e tambm um balano entre resistncias mecnica,qumica e trmica.

Unidade repetitiva do ECTFE


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A grande famlia dos plsticos fluorados caracteriza-se por:

Excelentes propriedades dieltricas;

Resistncia qumica;

Baixo coeficiente de atrito;

Excepcional estabilidade em elevadas temperaturas

Resistncia mecnica baixa ou moderada;

Custo elevado.

POLMEROS FLUORADOS


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As resinas PTFE, em funo de sua alta viscosidade em

estado de fuso, no podem ser processadas segundo as

tcnicas convencionais de extruso e moldagem.

Politetrafluoretileno PTFE

So processadas por mtodos de prensagem e sinterizao

(semelhantes aos processos de ps em metalurgia) ou ento

por extruso lubrificada e sinterizao.

Generalidades


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As resinas PTFE so opacas, cristalizadas e maleveis.


Quando aquecidas acima de 340C, tornam-se

transparentes, amorfas e de tratamento relativamente

difcil, sofrendo fraturas quando severamente deformadas.

Ao serem resfriadas, voltam ao seu estado original.


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De forma diversa das PTFE, as resinas FEP (Etileno-

propileno fluorado) podem ser moldadas por processos

convencionais em estado de fuso.


Elas oferecem a maioria das propriedades desejveis das

PTFE, mas a temperatura mxima de servio

recomendvel dever estar abaixo de cerca de 38C.


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As resinas PFA (Perfluoroalkoxiladas) so tambm

extrudveis em fuso, porm so de processamento mais

fcil que as FEP e apresentam melhores propriedades

mecnicas em temperaturas elevadas.

Suas temperaturas de trabalho so as mesmas que as doPTFE.


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A sntese do PTFE pode ser realizada atravs da

polimerizao em emulso, sob presso, usando

catalisadores de radicais livres (ou seja, perxidos oupersulfatos). A reao altamente exotrmica.

Obteno

Figura 1 - Representao esquemtica da formao doPTFE



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O PTFE no se ramifica devido polaridade e fora

das ligaes C F. Ele faz formar uma conformao

helicoidal que ajuda a minimizar a repulso estrica dos

tomos de flor.


Figura 2 Molcula do PTFE


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As resinas PTFE so encontradas em ps granulados

para moldagens por compresso ou extruso, em ps para

extruses com lubrificao, em disperses aquosas

destinadas a revestimentos e impregnaes profundas.


As resinas FEP e PFA so encontradas em forma de pellets,

para extruses e moldagens em estado de fuso. As FEP sotambm encontradas sob a forma de disperses aquosas.


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Propriedades Trmicas



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Propriedades Eltricas



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Propriedades Mecnicas



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Resistncia qumica excelente;

Boa margem de temperatura de trabalho de 180C a 250C

(em200C vitrifica, acima de 375C entra em estado "gel);

No absorve umidade (praticamente nula);

Bom dissipador de calor;

Alta resistncia dieltrica;

Aceita aditivos (grafite, bronze, carbono, fibra de vidro, etc.);

Boa resistncia a intempries;

Mnima alterao dimensional;

Pontos fortes


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Permite, uma vez tratado, a colagem (ataque soluo de sdio);

Autolubrificante;

Atxico;

Anti-aderente;

Coeficiente de atrito quase nulo (tomo de flor);

Facilmente usinvel;

Variedade de apresentao e formas;

No sofre ao dos raios solares;

Bom amortecedor de vibraes;

Incombustvel - carboniza, no pega fogo.


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Baixa resistncia mecnica;

Dimenses reduzidas do semi-acabado;

Baixa resistncia abrasiva.

Limitaes para aplicao


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Componentes de sistemas de transportes de fluidos como

gaxetas, peas moldadas de ajuste e vedao, anis de

vedao para mbolos e cotovelos;

Portadores de cargas estticas e dinmicas tais como

mancais, rolamentos de esfera e de roletes, buchas para

mancais de escorregamento;

Aplicaes


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Componentes para sistemas trmicos, entre outras aplicaes.

Fita guiaVeda-Rosca

TubosUsinados

Placas Folha anti-aderente

Buchas

TarugosAnis


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A poliimida um polmero de condensao com excelentespropriedades de resistncia trmica.Utilizada em uma variedade de aplicaes em ambientes de alta

temperatura.

Poliimidas

Unidade repetitiva da poliimida


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Dielectric constant @1MHz 3.4Dielectric strength ( kV mm-1 ) 22

Dissipation factor @ 1kHz 0.0018

Surface resistivity ( Ohm/sq ) 1016

Volume resistivity ( Ohmcm ) 1018

Electrical Properties

Coefficient of friction 0.42

Elongation at break ( % ) 8-70

Hardness - Rockwell E52-99

Izod impact strength ( J m-1 ) 80

Tensile modulus ( GPa ) 2.0-3.0

Tensile strength ( MPa ) 70-150

Mechanical Properties


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Density ( g cm-3 ) 1.42

Flammability V0

Limiting oxygen index ( % ) 53

Radiation resistance GoodRefractive index 1.66

Resistance to Ultra-violet Poor

Water absorption - over 24 hours ( % ) 0.2-2.9

Physical Properties


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Coefficient of thermal expansion ( x10-6 K-1 ) 30-60

Heat-deflection temperature - 1.8MPa ( C ) 360

Lower working temperature ( C ) -270

Specific heat ( J K-1 kg-1 ) 1090

Thermal conductivity @23C ( W m-1 K-1 ) 0.10-0.35

Upper working temperature ( C ) 250-320

Thermal Properties


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Property Value

Extension to break % 30

Limiting Oxygen Index % 38

Shrinkage @180C %


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Material HN CB MT MTB CR XC

Permeability to Hydrogen @25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-

1 Pa-11

Permeability to Nitrogen @25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-

1 Pa-10.03

Permeability to Water @25Cx10-13 cm3. cm cm-2 s-

1 Pa-1400

Permeability to Water @38C

x10-13 cm3. cm cm-2 s-

1 Pa-1 500Shrinkage @400C % 1.2-1.5 1 1 1 0.6

Surface Resistivity Ohm/sq 3.6x1016 50-1x109

Tensile modulus GPa 2.5 2.7 4 4 3.2 3.3-3.6

Tensile strength MPa 230 135 125 125 150 110-120

Thermal Conductivity @23C W m-1 K-1 0.16 0.45 0.45 0.38 0.12

Volume Resistivity Ohmcm 1.5x1017 1013 1014 1014 2.3x1016


Properties for Polyimide Film


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COMPSITOS

Materiais compsitos possuem pelo menos dois componentes ouduas fases, com propriedades distintas, em sua composio.Separadamente, os constituintes do compsito mantm suascaractersticas porm, quando misturados, formam um compostocom propriedades impossveis de se obter com apenas um deles.

Podem ser obtidos por diferentes processos, como RTM, pultruso,casting, prensagem,spray up.So aplicados na indstria de engenharia civil, automobilstica,aeroespacial, etc.


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COMPSITOS


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Alguns materiais compsitos podem ser utilizados na obteno devlvulas, entre eles:

Durcor -Nil-Cor - Possui uma linha de vlvulas esfera e reteno fabricadascom resina ester vinlica ou epxi, reforadas com fibra de vidro ou

carbono e polisulfona com fibra de vidro.

.

COMPSITOS

http://www.nilcor.com/ball-valves.php


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Poliimida reforada com fibra de vidro sendo desenvolvida por um

grupo da Radford University, EUAPTFE ou epxi reforado com fibra de vidro ou de carbono a AVT(Advanced Valve Technology) produz vlvulas esfera e borboletautilizando materiais compsitos, resistentes corroso, eliminandoa necessidade de revestimentos protetores.

COMPSITOS

http://www.compositesworld.com/articles/composite-engine-valveshttp://www.adtechfrp.com/images/AVT%20Ball%20and%20Butterfly%20Brochure.pdf
http://www.compositesworld.com/articles/composite-engine-valveshttp://www.compositesworld.com/articles/composite-engine-valves


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