Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

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Julho/2013 Projeto de Iniciação Científica Título: Desenvolvimento de materiais híbridos com boas propriedades de resistência ao desgaste e mecânica Bolsista: Tamiris de Paula Anjoletto Orientadora: Márcia Cristina Branciforti Instituição: Departamento de Engenharia de Materiais (SMM) Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) Universidade de São Paulo (USP)

description

This work performed materials testing in order to understand how the incorporation of nanoparticles affects the mechanical behaviour of the polymeric material, whether they are positive or negative. The tested materials are thermoplastic polymers added of nanoparticles, such as calcium carbonate, graphite, silicon or talcum, and also the pure material, polyamide, polyethylene, polypropylene, which will be used as a reference. The tests were abrasion, density, hardness, impact and tensile, the results were evaluated with the aim to identify possible applications for these material. In addition to these results, a Scanning Electron Microscope was used to relate the behaviour to the particles’ dispersion, distribution, morphology and size. This same technique allows the identification of porosities, impurities and their composition. In conclusion, some suggestions are made for the uses of the materials which performance was improved by the addition of these nanoparticles

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Julho/2013

Projeto de Iniciação Científica

Título: Desenvolvimento de materiais híbridos com boas propriedades de resistência ao

desgaste e mecânica

Bolsista: Tamiris de Paula Anjoletto

Orientadora: Márcia Cristina Branciforti

Instituição: Departamento de Engenharia de Materiais (SMM)

Escola de Engenharia de São Carlos (EESC)

Universidade de São Paulo (USP)

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RESUMO

Este trabalho realiza testes em materiais compostos por matriz termoplástica

com adição de nanocargas como forma de simular o desempenho destes para diversas

aplicações mecânicas. São feitos ensaios de dureza, abrasão, densidade tração e impacto

nestes materiais utilizando os polímeros sem o enchimento como referencial, deste

modo obtém-se uma melhor visão quanto aos efeitos da adição destas cargas, sendo eles

positivos ou negativos. Além dos testes quanto ao desempenho do material, este

material ainda realiza uma avaliação do tamanho das partículas e sua distribuição e

dispersão na matriz conjuntamente à presença de impurezas e porosidades, por meio de

imagens obtidas em um Microscópio Eletrônico de Varredura. Por fim são apresentados

os materiais cujo desempenho foi melhorado significantemente e são sugeridas

possíveis aplicações na indústria mecânica.

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 7

OBJETIVOS ..................................................................................................................... 9

METODOLOGIA ............................................................................................................. 9

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................................... 7

RESULTADOS E ANÁLISE ......................................................................................... 14

CONCLUSÕES .............................................................................................................. 32

REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 32

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LISTAS

LISTA DE EQUAÇÕES

Equação 1: Cálculo do volume de material removido pela distância percorrida. ............ 8

Equação 2: Cálculo da massa específica por submersão em líquido. ............................. 10

Equação 3: cálculo da distância percorrida pela rotação da esfera na amostra .............. 12

Equação 4: cálculo do volume desgastado durante o teste ............................................. 12

Equação 5: cálculo do desgaste por distância percorrida ............................................... 12

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Foto do equipamento utilizado para a medição da densidade das amostras. .. 10

Figura 2: Diagrama de teste de desgaste em roda de borracha. Fonte: ASTM G65[10]

. . 11

Figura 3: Ilustração do funcionamento de uma máquina de desgaste com esfera[7]

. ...... 12

Figura 4: MEV da amostra C21 mostrando presença de impurezas decorrentes do

processamento. ............................................................................................................... 15

Figura 5: MEV da amostra CF23 mostrando presença de nanopartículas de carbonato de

cálcio e placas de talco na matriz. .................................................................................. 16

Figura 6: MEV da amostra S1 mostrando presença de nanopartículas de Si e

aglomerado. .................................................................................................................... 16

Figura 7: MEV da amostra SG2 mostrando a grafita (M1H) que aparece em forma

lamelar na foto. ............................................................................................................... 17

Figura 8: MEV de material de matriz de PP com nanopartículas de carbonato de cálcio.

........................................................................................................................................ 17

Figura 9: mev da amostra 1-pe_hs5010 micro mostrando lamelas de grafita (m1a). .... 18

Figura 10: MEV da amostra 3-PE_HS5010 MICRO mostrando lamelas de grafita

(M1B). ............................................................................................................................ 18

Figura 11: MEV da amostra 4B-PE_HS5010 MICRO mostrando lamelas de grafita

(HC30). ........................................................................................................................... 19

Figura 12: MEV da amostra A-PE_HS5010 MICRO mostrando nanopartículas de

carbonato de cálcio. ........................................................................................................ 19

Figura 13: MEV da amostra D-PE_HS5010 MICRO mostrando nanopartículas

carbonato de cálcio aglomeradas. ................................................................................... 20

Figura 14: Imagem produzida por microscópio óptico do caloteste feito na amostra CD0

com 600g de contrapeso e duração de 5 minutos. .......................................................... 24

Figura 15: Imagem produzida por microscópio óptico do caloteste feito na amostra CD1

com 600g de contrapeso e duração de 20 minutos. ........................................................ 25

Figura 16: Imagem produzida por estereoscópio do caloteste feito na amostra SG2 com

contrapesos de 120, 300 e 600g da esquerda para a direita e duração de 10 minutos. ... 25

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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1: Desgaste por distância percorrida das amostras de PA com carga de 600g. . 30

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Parâmetros fornecidos pela norma ASTM G65-04. Fonte: ASTM G65[10]

. .. 11

Tabela 2: especificações e código dos materiais fornecidos pela empresa MHNnano. . 15

Tabela 3: Resultados obtidos no teste de dureza Shore D. ............................................. 21

Tabela 4: Resultados obtidos no teste de densidade dos materiais ................................. 23

Tabela 5: Resultados obtidos no teste de desgaste volumétrico em roda de borracha. .. 24

Tabela 6: Resultados obtidos no desgaste volumétrico em esfera metálica em mm3, para

carga de 120g. ................................................................................................................. 27

Tabela 7: Resultados obtidos no desgaste volumétrico em esfera metálica em mm3, para

carga de 300g. ................................................................................................................. 28

Tabela 8: Resultados obtidos no desgaste volumétrico em esfera metálica em mm3, para

carga de 600g. ................................................................................................................. 29

Tabela 9: Desgaste por distância percorrida das amostras de PA com carga de 600g. .. 30

Tabela 10: Resultados obtidos nos ensaios de Tração e resistência ao Impacto. ........... 31

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INTRODUÇÃO

Os materiais poliméricos por sua leveza, facilidade e baixo custo de

processamento têm substituído os metais e cerâmicas. Eles são empregados em sua

forma pura ou com aditivos, adicionados a massa para melhora de propriedades e assim

tornando o material adequado a solicitação [1]

.

O comportamento destes novos materiais possui grande influência da interface

da matriz (no caso polimérica) com a nanocarga. Esta muitas vezes recebe tratamentos

superficiais para melhorar a interação com a matriz e também no caso das que são

constituídas de metais para evitar a oxidação. A distribuição e dispersão das nanocargas

também são de grande importância para obtenção de um material homogêneo, assim

surge a necessidade de um método adequado de processamento e tratamento superficial

das partículas, pois quanto maior a superfície específica maior a tendência de aglomerar [2]

.

As nanocargas, cujos tamanhos são menores que 100nm ao menos em uma

dimensão, têm mostrado em diversos estudos melhoras nas propriedades mecânicas e

tribológicas em relação ao material não modificado. Estas duas propriedades são de

grande importância na vida útil do material e seu bom desempenho. Além destas

melhoras, algumas ainda podem conferir comportamentos atípicos como condução

elétrica a materiais poliméricos e alterar a cristalinidade do material consequentemente

modificando suas propriedades ópticas, entre outras [3]

.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Polietileno

Este polímero termoplástico tem suas propriedades mais conhecidas como

sendo: resistência química, isolante elétrico, tenacidade, baixo coeficiente de atrito,

porém baixa resistência mecânica. Suas maiores aplicações são: garrafas, bandejas de

gelo, peças de baterias e filmes[6]

.

Polipropileno

Este polímero termoplástico possui resistência a distorção térmica, boas

propriedades elétricas, resistência à fadiga, resistência ao impacto acima de 15°C,

resistência química, porém de fácil degradação na presença da luz ultravioleta. Suas

aplicações mais comuns são: garrafas, filmes, para-choques, calças para

eletrodomésticos e carpetes[6]

.

Poliamida

É um termoplástico de engenharia conhecido por sua boa resistência à abrasão,

resistência mecânica, baixo coeficiente de atrito e tenacidade. A primeira propriedade

citada lhe rende grande aplicação em componentes mecânicos como engrenagens,

mancais, buchas e polias, além de sua aplicação em revestimentos de fios e cabos[6]

.

Talco

O talco possui grande aplicação na indústria automotiva como carga presente

nos para-choques plásticos, por baratear, reduzir a densidade e aumentar sua resistência

ao impacto e também o módulo de rigidez do material.

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Silício

A forma em que o silício aparece na amostra não é divulgada pela empresa,

porém em muitas referências estas nanopartículas aparecem como Si3N4, que forma

silicatos durante o desgaste. Por possuírem uma grande molhabilidade com a matriz,

gera um efeito que reduz o desgaste no material[1,2,3]

.

Carbonato de cálcio

A adição de nanopartículas de carbonato de cálcio tem o efeito conhecido de

tenacificação, causado pelo formato esférico e também sua interação com a matriz, sem

reduzir a rigidez do polímero. Alguns trabalhos ainda obtiveram bons resultados quanto

ao desgaste destes compósitos comparados com porcentagens de 1 à 4% ao polímero

sem carga[1,2]

.

Grafita ou grafite

É composto por carbono e possui estrutura lamelar de placas que deslizam umas

sobre as outras, efeito que garante sua utilização como lubrificante. Além disso, este

pode ser utilizado como carga para proporcionar propriedades elétricas aos materiais

poliméricos[4]

.

Tribologia

Tribologia é definida como o estudo da interação de superfícies, envolvendo

mecanismos de desgaste, atrito e lubrificação. A quantidade, tipo e velocidade de

desgaste são influenciados pelos tipos de material que estão interagindo, tipo de

geometria, rugosidade, temperatura, pressão, cargas, presença de impurezas, partículas

ou meios presentes na superfície de contato dos materiais [4]

.

Os mecanismos de desgaste são:

Adesão: ocorre adesão entre as superfícies que pode causar fratura de ambas

superfícies ou de só um material e possivelmente o material fraturado pode

aderir-se a superfície, aumentando ainda mais a rugosidade. As causas são bom

acabamento superficial, alta pressão e deformação plástica.

Abrasão: presente em materiais duros e de alta rugosidade, em que um grão pode

se desprender e seu movimento remove material da superfície. A superfície

menos dura será mais desgastada que a outra e em sua superfície pode se

observar diversos riscos.

Fadiga: formação de trincas na superfície causadas por tensões cíclicas que

resulta em formação de fragmentos que prejudica o acabamento superficial e

ainda aumenta o desgaste.

Reação Química: acontece em superfícies que estão em contato com meio

reativo, assim provocando a remoção de material [4]

.

Archard propôs um modelo simples para determinar o volume de material

removido por unidade de distância percorrida, sendo a dureza a propriedade de maior

significância no controle do desgaste (ver equação 1).

Q=k.N/H = (k.A.P)/H

Equação 1: Cálculo do volume de material removido pela distância percorrida.

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Em que Q é o volume de material removido pela distância percorrida (mm3/m) ,

N é a carga normal sobre a superfície desgastada, A é a área nominal de contato e P é a

pressão normal (ou seja N/A), H é a dureza do material mais mole e por fim k é o

coeficiente de desgaste de Archard, é um número adimensional[5]

.

Como é possível notar, quanto menor for a dureza do material mais mole maior

será a taxa de desgaste (Q) e o mesmo acontece quanto maior for a carga.

OBJETIVOS

Desenvolver e caracterizar materiais híbridos compostos de matriz polimérica

termoplástica (poliamida, polipropileno ou polietileno) e de nanopartículas

metálicas e de silício metálico com boas propriedades de resistência ao desgaste

e mecânica.

Adquirir o conhecimento da tecnologia de fabricação de novos materiais

híbridos.

Avaliar desempenho das amostras nos testes de desgaste e propor uma possível

substituição de material metálico em aplicações tribológicas.

METODOLOGIA

Extrusão

Masterbatches com 20 a 30% em peso das nanocargas foram processados em

extrusora de rosca dupla co-rotacional interpenetrante, marca Werner-Pfleiderer,

diâmetro de rosca de 35 mm e L/D = 44, com side feeder e alimentadores gravimétricos

e volumétricos. Um perfil de rosca adequado à produção de nanocompósitos foi usado,

contendo elementos de transporte, elementos de transporte inversos, blocos de mistura e

turbina.

Moldagem por Injeção

O processo de moldagem por injeção foi utilizado para a confecção de corpos de

prova dos compósitos produzidos por extrusão. A moldagem por injeção de corpos de

prova de tração e de impacto foi realizada em injetora Arburg Allrounder 270 V, com

força de fechamento de 300kN e diâmetro de rosca de 120 mm. A temperatura do molde

foi controlada por uma unidade HB W 140, da HB Therm.

Ensaios de Dureza

Os ensaios de dureza foram realizados com base na norma ASTM D2240[9]

, na

escala Shore D de dureza (recomendada na norma), cuja medição varia de 0 a 100, os

para as amostras cujos resultados não estiverem contidos no intervalo 20-90 deve-se

empregar uma nova classe de medição. O equipamento utilizado foi um durômetro

analógico de bancada da marca Zwick, utilizado para medir dureza de borrachas em

geral. Foi obtida uma média de 4 medições para cada amostra e o tempo de exposição

ao penetrador foi de 15 segundos. As amostras eram testadas na região onde o teste de

desgaste seria realizado, pois existem diferenças significativas das propriedades em

localizações distintas de um corpo de prova injetado, que é decorrente da orientação

induzida por fluxo gerada no processamento.

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Ensaios de densidade

Foram feitos ensaios para obter-se a densidade das amostras estudadas conforme

o método especificado pela norma ASTM D792[11]

. Os dados obtidos serão utilizados na

conversão de valores de massa para volume no desgaste em roda de borracha, o que

torna as amostras comparáveis entre si. Primeiramente as amostras foram pesadas em

uma balança de precisão da marca OHAUS Adventurer TM

, os líquidos utilizados foram

água e álcool, nas temperaturas de 24 e 23°C, respectivamente, cujas densidades foram

calculadas no picnômetro. Por fim foi montado um suporte para que o empuxo (massa

de líquido deslocada pela amostra) pudesse ser obtido. A figura 1 mostra o

funcionamento do equipamento elaborado. As amostras de matriz de Poliamida foram

submersas na água, pois já era previsto uma densidade superior a 1g/cm3, enquanto que

as amostras de Polietileno e Polipropileno o álcool foi usado, garantindo total

submersão. A densidade do material pode ser calculada pela equação 2.

Equação 2: Cálculo da massa específica por submersão em líquido.

μ= massa específica do material.

m= massa medida da amostra.

E= empuxo ou massa do líquido deslocada pelo volume da amostra.

d= densidade do líquido.

Figura 1: Foto do equipamento utilizado para a medição da densidade das amostras.

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Ensaios Tribológicos

Os testes foram realizados em temperatura em torno de 23°C sem controle de

umidade.

Ensaio de desgaste em roda de borracha

Este ensaio foi conduzido em acordo com a norma ASTM G65-04[10]

, porém os

parâmetros foram adaptados à resistência dos polímeros fornecidos, pois é provável que

a tabela 1 fornecida pela norma seja demasiada agressiva ao material. O esquema da

máquina utilizada, presente na figura 2, ilustra o funcionamento do equipamento, este

foi construído conforme já citada. O desgaste é proporcionado pelo fino jato de areia

que cai entre a amostra e a roda de borracha, esta está ligada a um motor que a faz girar,

um contrapeso, preso à extremidade do braço que segura à amostra, exerce uma força de

contato entre o material e a roda de borracha. O número de giros é controlado por um

conta-giros acoplado ao movimento da roda.

Tabela 1: Parâmetros fornecidos pela norma ASTM G65-04. Fonte: ASTM G65[10]

.

Figura 2: Diagrama de teste de desgaste em roda de borracha. Fonte: ASTM G65[10]

.

Os parâmetros escolhidos para o teste foram de 300 rotações e 45 Newtons

(quase 4,5kg) como contrapeso. A etapa de desgaste deveria ser realizada ligando-se o

equipamento após zerar o contador de giros, seguidamente da liberação do braço que

prendia a amostra, após atingir 300 giros o braço deveria ser puxado novamente e assim

a remoção da amostra e pesagem da mesma. A preparação desta era inicialmente feita

com a fixação por meio de cola Super Bonder a um portas-amostra, em sequencia a

massa do conjunto era medida em uma balança de precisão e após o desgaste era pesada

novamente, assim obtendo-se a perda de massa que por fim deve ser convertida para

volume.

Ensaio de desgaste em calota

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Este ensaio não possui normas, entretanto possui muitos trabalhos vinculados

como nas literaturas 5 e 6, deste modo os parâmetros a se utilizar podem ser baseados

nos mesmos. Este é um teste que avalia o desgaste por medição do diâmetro da cratera

semi-hemisférica formada após a amostra ser desgastada por uma esfera, assim obtém-

se diretamente o volume de material retirado, diferentemente dos testes mais conhecidos

de desgaste como o de roda de borracha e pino sobre disco, que obtém o desgaste em

massa e depois é convertido em volume. Outra vantagem é que as amostras podem ser

menores, pois a marca impressa pela esfera é pequena (menor que a esfera, que possui

em média 1” de diâmetro). O funcionamento do aparelho é ilustrado na figura 2, a

esfera gira contra a amostra e assim forma-se a calota, o contato é forçado pelos

contrapesos acoplados à estrutura da máquina. Por não ser normatizado é um teste que

será utilizado basicamente para a avaliação das amostras entre elas, assim possibilitando

a avaliação do comportamento do compósito com a variação da carga e suas

porcentagens.

Figura 3: Ilustração do funcionamento de uma máquina de desgaste com esfera[7]

.

As equações abaixo mostram como a taxa de desgaste (Q) dada em mm3/m é

calculada.

S=2*π*R*n

Equação 3: cálculo da distância percorrida pela rotação da esfera na amostra

V=(π*D4)/(64*R)

Equação 4: cálculo do volume desgastado durante o teste

Q=V/S

Equação 5: cálculo do desgaste por distância percorrida

Sendo:

D o diâmetro da cratera

n o número de voltas

R o raio da esfera

V o volume desgastado

Page 13: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

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S a distância percorrida

O numero de voltas pode ser calculado como o produto da frequência de rotação

da esfera (RPM) pelo tempo de duração do ensaio (minutos).

Os parâmetros do teste como tempo e carga foram escolhidos como sendo 10 e

20 minutos e 120, 300 e 600 gramas. Para as primeiras amostras testadas CD0, CD1,

CD2 e CD3 foram também feitos ensaios com tempos de 5 minutos, porém para as

amostras restantes foi decidido que seriam somente realizados os de 10 e 20 minutos,

pois havia dificuldade em medir o diâmetro da calota formada. O ensaio era procedido

com a limpeza das esferas álcool etílico antes dos ensaios, sem o uso de meio

lubrificante ou abrasivo, pois será feita uma avaliação do efeito da presença das

nanocargas durante o desgaste. A velocidade de ensaio utilizada foi de 300rpm para que

a esfera se movimente estavelmente, e esta constituída de aço SAE52100 deverá ter

diâmetro de 1” e seriam descartadas após cada teste, porém as amostras provocavam

nenhum dano à esfera, o que possibilitou sua reutilização. Após a amostra ser cortada e

presa ao porta-amostra, que era fixado no braço da máquina, e colocado o contrapeso na

outra extremidade do braço, a máquina poderia ser ligada e o iniciar a contagem com

um cronômetro e desligada após atingir o tempo de ensaio. Por fim as calotas eram

fotografadas em microscopia óptica e em um estereoscópio, este último foi utilizado no

caso de calotas que maiores. Obtém-se uma media de quatro diâmetros e calcula-se o

volume desgastado pela equação 4.

Microscopia eletrônica de varredura

Foram feitas imagens em um microscópio eletrônico de varredura de amostras

dos compósitos produzidos, para que se possa observar a distribuição e dispersão das

nanocargas empregadas e sua interface com a matriz. Para isso os corpos de prova

foram colocados em nitrogênio líquido e assim uma fratura frágil (fratura típica de

materiais cerâmicos, de alta rugosidade e irregularidade superficial) foi realizada para

que pudesse se obter uma superfície adequada para formar as imagens. Depois da

fratura as amostras foram coladas com uma cola adequada (esta cola fornecida pela

empresa MHNano é eletricamente condutora pois possui prata na sua composição) em

um suporte metálico e em seguida receberam um recobrimento fino de ouro para que

sua superfície pudesse conduzir os elétrons emitidos pelo feixe durante a microscopia.

As análises foram realizadas no MEV/FEG XL30 ao qual está acoplado uma sonda.

Ensaios mecânicos

Os ensaios mecânicos foram realizados em ambiente climatizado com

temperatura em torno de 23ºC e umidade de 50%, seguindo os padrões normativos.

Foram ensaiados 10 corpos de prova, para cada tipo de ensaio e de amostra.

Ensaio de tração

O ensaio de tração foi realizado de acordo com a norma ASTM D 638[7]

.A

dimensão utilizada para os corpos de prova foi do tipo I. Os corpos foram ensaiados

com velocidade de deslocamento de 5 mm/min para os corpos de prova de matriz de PA

e 50mm/min paras as matrizes de PP e PE para medir o módulo de elasticidade e a

deformação na ruptura. O deslocamento foi quantificado por meio de um extensômetro

eletrônico posicionado na região central do corpo de prova. Os resultados obtidos

correspondem à tensão e à deformação nos pontos 0,05% e 0,5% de deformação. O

equipamento utilizado foi da marca INSTRON modelo 5569.

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Ensaio de impacto

O ensaio de impacto Izod foi realizado de acordo com a norma ASTM D 256[8]

,

sendo utilizado o método tipo A, que se refere aos corpos de prova providos de entalhe.

Os ensaios foram realizados após o tempo de condicionamento das amostras de 24

horas. O equipamento utilizado foi a máquina de impacto instrumentada, marca

CEAST, modelo RESIL 25R, provida de um martelo que liberou uma energia de 2J. A

perda de energia do pêndulo por atrito corresponde a 0,024J.

RESULTADOS E ANÁLISE

Materiais obtidos

A empresa MHNano forneceu a tabela com as especificações dos materiais

fornecidos para este trabalho, ver tabela 2, as cargas utilizadas foram:

Nanopartículas de silício (representado na tabela como Si);

Grafita (representada na tabela como M1H, M1A, M1B, HC30 e HC11, que tem

suas diferenças não especificadas pela empresa);

Nanocarbonato de cálcio (representado na tabela como NC);

e talco, presente em algumas amostras.

Matriz Código Descrição

PP C21 Puro referência EP 200K processado

CF22 Master 2x (30%) diluição para 20% de NC ‐ REAL 15%

CF23 Master 2x (30%) diluição para 25% de NC ‐ REAL 25%

CIF29 Master 2x (30%) diluição injetora para 20% de NC

S0 Puro referência EP 200K com fração resina master processada

DRAIS

S1 Master DRAIS 10% diluição para 1% de Si

SG2 Master DRAIS 10% diluição para 1% de M1H

CE0 Puro referência EP 200K com fração resina master processada

DRAIS

CE1 Master DRAIS 20% diluição para 5% de Si

PA CD0 Puro referência PA6,6 com fração resina master processada

CD1 Master 20% diluição para 2,5% de M1B

CD2 Master 20% diluição para 2,5% de M1H

CD3 Master 20% diluição para 2,5% de HC11

PE 0-PE_HS5010

MICRO

Puro referência HS5010 micronizado e processado

1-PE_HS5010

MICRO

Composto 1% de M1A

2-PE_HS5010

MICRO

Composto 1% de M1B

3-PE_HS5010

MICRO

Composto 0,5% de M1B

4B-PE_HS5010 Master 2% diluição para 1% de HC30

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MICRO

A-PE_HS5010

MICRO

Composto 20% de NC

B-PE_HS5010

MICRO

Composto 20% de NC (+ 0,8% de M1B proporcional na resina)

D-PE_HS5010

MICRO

Composto 20% de NC (+ 0,8% de HC30 proporcional na resina)

F2-PE_HS5010

MICRO

Composto 0,8% de M1B (1o processamento) + 20% de NC (2o

processamento)

Tabela 2: especificações e código dos materiais fornecidos pela empresa MHNnano.

Microscopia eletrônica de varredura

As fotos obtidas pelo microscópio ajuda a identificar presença de aglomerados,

avaliar a interação das nanopartículas com a matriz e sua distribuição e identificar a

presença de impurezas.

Alguns dos materiais de matriz composta por polipropileno e polietileno podem

ser vistos nas figuras a seguir.

Figura 4: MEV da amostra C21 mostrando presença de impurezas decorrentes do

processamento.

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Figura 5: MEV da amostra CF23 mostrando presença de nanopartículas de carbonato de cálcio e

placas de talco na matriz.

Figura 6: MEV da amostra S1 mostrando presença de nanopartículas de Si e aglomerado.

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Figura 7: MEV da amostra SG2 mostrando a grafita (M1H) que aparece em forma lamelar na

foto.

Figura 8: MEV de material de matriz de PP com nanopartículas de carbonato de cálcio.

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Figura 9: mev da amostra 1-pe_hs5010 micro mostrando lamelas de grafita (m1a).

Figura 20: MEV da amostra 3-PE_HS5010 MICRO mostrando lamelas de grafita (M1B).

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Figura 11: MEV da amostra 4B-PE_HS5010 MICRO mostrando lamelas de grafita (HC30).

Figura 12: MEV da amostra A-PE_HS5010 MICRO mostrando nanopartículas de carbonato de

cálcio.

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Figura 13: MEV da amostra D-PE_HS5010 MICRO mostrando nanopartículas carbonato de

cálcio aglomeradas.

É possível afirmar que as nanopartículas de carbonato de cálcio possuem melhor

interface com a matriz de Polipropileno do que a de Polietileno, como mostram as

figuras 9, 13 e 14, estas duas últimas evidenciam a tendência de aglomeração de NC na

matriz de PE.

As imagens contendo grafita em alto aumento não são representativas, visto que

a composição máxima desta carga é de 2,5% na massa do material. A carga M1A se

mostrou de baixa interação com a matriz, como se observa na figura 10, comparada às

cargas M1H e HC30 e M1B.

As placas de talco, vistas na figura 6, possuem uma boa interface com a matriz

de PP, assim como as nanopartículas de silício, figura 7, porém com presença de

aglomerados, o que é um inconveniente bastante comum quando se trata de

nanoparticulados.

A presença de impurezas é decorrentes do processo de micronização do material

antes do processamento ou do material comprado (pellets ou cargas) ou ainda devido

aos aditivos convencionalmente usados no processamento de masters. A média do

tamanho das nanopartículas de carbonato de cálcio foi de 109,510nm, calculada por

meio de 15 medições realizadas no programa Image-Pro® Plus, já a média obtida para as

nanopartículas de silício foi de 1111,317nm, que não possuem formato esférico causado

pela grande aglomeração, este efeito faz perder o sentido de tratá-las como

nanopartículas.

Ensaio de dureza

A tabela 3 contém os resultados obtidos no teste de dureza Shore D das amostras

dos materiais e o comparativo em relação a amostra referência.

Matriz Código Média %

Polipropile-

no

S0 -EP200k 40,500 REF

S1 -EP200k 40,333 -0,41152

SG2 - 42,000 3,703704

Page 21: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

21

EP200k

CE0 -

EP200k

38,500

-4,93827

CE1 -

EP200k

40,500

0

C20 -

EP200k

49,167

REF

CF22 -

EP200k

50,000

1,694226

CF23 -

EP200k

50,667

3,050149

CIF29 -

EP200k

50,667

3,050149

Poliamida

CD0 -

PA6,6

72,667

REF

CD1 -

PA6,6

74,000

1,834395

CD2 -

PA6,6

74,333

2,293109

CD3 -

PA6,6

74,667

2,751822

Polietileno

0 - PE

HS5010

MICRO

60,667

REF

1 - PE

HS5010

MICRO

46,333

-23,6268

2 - PE

HS5010

MICRO

47,000

-22,5279

3 - PE

HS5010

MICRO

46,667

-23,0773

4B - PE

HS5010

MICRO

45,667

-24,7257

A - PE

HS5010

MICRO

62,667

3,296136

B - PE

HS5010

MICRO

49,667

-18,1323

D - PE

HS5010

MICRO

48,667

-19,7807

F2 - PE

HS5010

MICRO

47,833

-21,1543 Tabela 3: Resultados obtidos no teste de dureza Shore D.

Page 22: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

22

Nota-se que as variações de dureza foram muito baixas (menores que 5% em

maior parte). Porem, as maiores variações foram nas amostras de matriz composta por

polietileno, com exceção da amostra A - PE HS5010 MICRO, todas as outras

resultaram em uma dureza menor, por volta de 20%, comparadas ao polímero virgem.

Ensaios de desgaste

Foram obtidas as densidades dos materiais, de acordo com o procedimento já

descrito, para que os resultados do desgaste em roda de borracha pudessem ser

convertidos de massa para volume. A tabela 4 mostra os valores de densidade obtidos

para cada material testado.

Matriz Código Densidade

(g/cm3)

Líquido

Utilizado

no teste

Polipropileno S0 -EP200k 0,89782 Álcool

S1 -EP200k 0,900222 Álcool

SG2 -EP200k 0,900672 Álcool

CE0 -EP200k 0,881631 Álcool

CE1 -EP200k 0,925613 Álcool

C20 -EP200k 1,075147 Álcool

CF22 -EP200k 0,999573 Álcool

CF23 -EP200k 1,103842 Álcool

CIF29 -EP200k 1,000182 Álcool

Poliamida CD0 - PA6,6 1,144407 Água

CD1 - PA6,6 1,162021 Água

CD2 - PA6,6 1,162578 Água

CD3 - PA6,6 1,164007 Água

Polietileno 0 - PE HS5010

MICRO

0,944137 Álcool

1 - PE HS5010

MICRO

0,948453 Álcool

2 - PE HS5010

MICRO

0,948258 Álcool

3 - PE HS5010

MICRO

0,94563 Álcool

4B - PE HS5010

MICRO

0,948942 Álcool

A - PE HS5010

MICRO

1,079619 Álcool

B - PE HS5010

MICRO

1,084141 Álcool

D - PE HS5010

MICRO

1,08521 Álcool

Page 23: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

23

F2 - PE HS5010

MICRO

1,076632 Álcool

Tabela 4: Resultados obtidos no teste de densidade dos materiais

A tabela 5 apresenta os valores obtidos no ensaio de desgaste em roda de

borracha, também são feitas comparações em porcentagens com o polímero sem cargas,

porcentagens negativas indicam redução de desgaste.

Polí-

mero

Código Média

desgaste- Pi-Pf

(g)

Densidade

(g/mm3)

Desgaste

volumétrico

(mm3)

Comparações

(%)

PP C21 0,25875 1,07514714

9

0,240664732

REF

CF22 0,52925 0,99957256

3

0,529476318

120,0058

CF23 0,6755 1,10384198

3

0,611953532

154,2764

CIF29 0,354 1,00018205

6

0,353935564

47,06582

S0 0,1472 0,89781967

8

0,163952744

REF

S1 0,14465 0,90022220

1

0,160682551

-1,99459

SG2 0,166 0,90067201

3

0,184306826

12,4146

CE0 0,25855 0,88163124

7

0,293263199

78,87056

CE1 0,30785 0,92561336

4

0,332590271

102,8574

PA CD0 0,065 1,14440675

3

0,056797987 REF

CD1 0,07905 1,16202130

6

0,068028013 19,77187

CD2 0,08775 1,16257819

2

0,075478794 32,88991

CD3 0,08215 1,16400686

8

0,070575185 24,25649

PE 0-

PE_HS5010

MICRO

0,13105 0,94413695

7

0,138804015 REF

1-

PE_HS5010

MICRO

0,15665 0,94845312

1

0,165163672 18,99056

2-

PE_HS5010

MICRO

0,14735 0,94825794

9

0,155390208 11,94936

3-

PE_HS5010

MICRO

0,12515 0,94563007

6

0,132345621 -4,65289

Page 24: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

24

4B-

PE_HS5010

MICRO

0,14615 0,94894171

4

0,154013674 10,95765

A-

PE_HS5010

MICRO

0,1335 1,07961855

5

0,123654785 -10,9141

B-

PE_HS5010

MICRO

0,136 1,08414110

8

0,125444925 -9,62443

D-

PE_HS5010

MICRO

0,13605 1,08521039

1

0,125367395 -9,68028

F2-

PE_HS5010

MICRO

0,33385 1,07663160

4

0,310087498 123,3995

Tabela 5: Resultados obtidos no teste de desgaste volumétrico em roda de borracha.

Por ser um ensaio muito mais agressivo a polímeros do que aos metais, o ensaio

de desgaste em roda de borracha torna-se difícil de tirar grandes conclusões,

principalmente por não ser possível a comparação a outros trabalhos, pois houve

adaptações nos parâmetros fornecidos pela norma ASTM G65[10]

. Dos resultados

obtidos nota-se uma redução no desgaste volumétrico para algumas das amostras de

matriz de polietileno e polipropileno. A amostra de código S1 obteve uma melhora de

1% comparado à referência S0. Já as amostras de PE de código 3-PE_HS5010 MICRO,

A-PE_HS5010 MICRO, B-PE_HS5010 MICRO e D-PE_HS5010 MICRO obtiveram

melhoras de 5, 11, 10 e 10% respectivamente, portanto menos significativas que no caso

do PP. As piores amostras foram as de código CF22 e CF23 e a F2-PE_HS5010

MICRO, que apresentaram desgaste maior que o dobro da amostra não modificada. Este

teste não avalia a influência das nanopartículas durante o desgaste, pois o jato de areia

remove os resíduos formados no material ao longo do teste.

Após o desgaste feitos com a esfera metálica foram obtidas imagens em um

estereoscópio e microscópio óptico acoplados à um microcomputador, para que as

calotas formadas pudessem ser medidas no software Image-Pro®

Plus. As figuras a

seguir mostram algumas imagens produzidas.

Figura 14: Imagem produzida por microscópio óptico do caloteste feito na amostra CD0 com

600g de contrapeso e duração de 5 minutos.

Page 25: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

25

Figura 15: Imagem produzida por microscópio óptico do caloteste feito na amostra CD1 com

600g de contrapeso e duração de 20 minutos.

Figura 16: Imagem produzida por estereoscópio do caloteste feito na amostra SG2 com

contrapesos de 120, 300 e 600g da esquerda para a direita e duração de 10 minutos.

Por meio destas imagens nota-se a dificuldade em medir o diâmetro das calotas

por possivelmente se tratarem de um polímeros termoplásticos e as amostras possuírem

uma superfície bastante riscada. O acúmulo de resíduos nas bordas da calota, gerados

durante o desgaste, podem formar crateras durante sua remoção para limpeza da

superfície da amostra para a observação, o que também prejudica a medição dos

diâmetros.

Page 26: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

26

A tabela 6, 7 e 8 apresentam os resultados do caloteste feito nos materiais

descritos, os valores estão em mm3 e foram feitas comparações (em porcentagem)

quanto ao resultado obtido com o material de constituição da matriz sem aditivos, este

material servirá como referência, porcentagens negativas indicam redução do volume

desgastado.

Polímero Código 5 minutos 10 minutos 20 minutos

PP C21

0,159528 REF 0,32453 REF

CF22

0,133147 -16,5366 0,099944 -69,2035

CF23

0,216946 35,9922 0,38071 17,31129

CIF29

0,038876 -75,6308 0,198209 -38,9242

S0

0,403291 REF 0,393786 REF

S1

0,26611 -34,0155 0,328018 -16,7013

SG2

0,20019 -50,3609 0,228668 -41,9308

CE0

0,403872 0,144204 0,370448 -5,92646

CE1

0,520307 29,01526 0,987021 150,6493

PA CD0 0,019802 REF 0,019624 REF 0,020929 REF

CD1 0,016367 -17,3477 0,017925 -8,65807 0,069087 230,0974

CD2 0,015076 -23,8682 0,031924 62,67839 0,01737 -17,0035

CD3 0,013994 -29,3305 0,036189 84,41332 0,054169 158,8197

PE 0-

PE_HS5010

MICRO

0,028799 REF 0,047586 REF

1-

PE_HS5010

MICRO

0,018887 -34,419 0,021113 -55,6312

2-

PE_HS5010

MICRO

0,016504 -42,6913 0,023154 -51,3421

3-

PE_HS5010

MICRO

0,042766 48,49725 0,054588 14,71464

4B-

PE_HS5010

MICRO

0,038191 32,61028 0,088123 85,18735

A-

PE_HS5010

MICRO

0,037976 31,8649 0,035229 -25,9686

B-

PE_HS5010

MICRO

0,053652 86,29757 0,053099 11,58649

D-

PE_HS5010

MICRO

0,02028 -29,5802 0,037805 -20,5548

F2-

PE_HS5010

0,049487 71,83526 0,103647 117,8109

Page 27: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

27

MICRO

Tabela 6: Resultados obtidos no desgaste volumétrico em esfera metálica em mm3, para carga

de 120g.

Polí-

mero

Código 5

minutos

10

minutos

20

minutos

PP C21 0,216513 REF 0,715464 REF

CF22 0,167533 -22,6219 0,234078 -67,2831

CF23 0,303257 40,06446 1,148555 60,53291

CIF29 0,144606 -33,2112 0,1799 -74,8554

S0 0,638074 REF 0,450094 REF

S1 0,385537 -39,578 0,492446 9,409564

SG2 0,546405 -14,3665 0,610466 35,63068

CE0 0,622823 -2,39013 0,743406 65,16669

CE1 0,500274 -21,5963 0,775185 72,22731

PA CD0 0,039062 REF 0,109534 REF 0,074931 REF

CD1 0,025249 -35,362 0,03656 -66,6224 0,074319 -0,81696

CD2 0,036419 -6,7663 0,201539 83,99688 0,083829 11,87523

CD3 0,062093 58,96232 0,090344 -17,5191 0,152047 102,9158

PE 0-

PE_HS50

10

MICRO

0,077784 REF 0,168375 REF

1-

PE_HS50

10

MICRO

0,059302 -23,7607 0,061892 -63,2416

2-

PE_HS50

10

MICRO

0,102594 31,89602 0,124644 -25,9724

3-

PE_HS50

10

MICRO

0,067923 -12,6774 0,121699 -27,7215

4B-

PE_HS50

10

MICRO

0,105489 35,61786 0,124808 -25,875

A-

PE_HS50

10

MICRO

0,045049 -42,0845 0,052798 -68,6426

B-

PE_HS50

10

MICRO

0,115115 47,99316 0,154889 -8,0095

D- 0,074338 -4,43022 0,074607 -55,69

Page 28: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

28

PE_HS50

10

MICRO

F2-

PE_HS50

10

MICRO

0,052108 -33,0094 0,080463 -52,212

Tabela 7: Resultados obtidos no desgaste volumétrico em esfera metálica em mm3, para carga

de 300g.

Polí-

mero

Código 5

minutos

10

minutos

20

minutos

PP C21 1,23129 REF 1,6148 REF

CF22 0,370156 -69,9376 0,473724 -70,6636

CF23 0,696393 -43,4421 0,841021 -47,9179

CIF29 0,358349 -70,8965 0,474994 -70,585

S0 0,848992 REF 1,046561 REF

S1 0,933834 9,993335 1,583936 51,34672

SG2 0,876039 3,18584 1,019469 -2,5887

CE0 0,788771 -7,09322 0,856599 -18,1511

CE1 0,954853 12,46906 1,094103 4,542666

PA CD0 0,314206 REF 0,741056 REF 0,794356 REF

CD1 0,074178 -76,3918 0,290901 -60,7451 0,384361 -51,6135

CD2 0,06094 -80,6052 0,117525 -84,1409 0,204945 -74,1999

CD3 0,073145 -76,7206 0,319431 -56,8951 0,44308 -44,2214

PE 0-

PE_HS50

10

MICRO

0,209817 REF 0,26711 REF

1-

PE_HS50

10

MICRO

0,11446 -45,4476 0,168742 -36,827

2-

PE_HS50

10

MICRO

0,386604 84,25762 0,412821 54,55079

3-

PE_HS50

10

MICRO

0,211686 0,890651 0,320743 20,07868

4B-

PE_HS50

10

MICRO

0,19258 -8,21521 0,358216 34,10802

A-

PE_HS50

10

0,090577 -56,8306 0,130956 -50,9732

Page 29: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

29

MICRO

B-

PE_HS50

10

MICRO

0,115177 -45,1058 0,243765 -8,7398

D-

PE_HS50

10

MICRO

0,184435 -12,097 0,192833 -27,8078

F2-

PE_HS50

10

MICRO

0,163345 -22,1489 0,21073 -21,1074

Tabela 8: Resultados obtidos no desgaste volumétrico em esfera metálica em mm3, para carga

de 600g.

É possível notar que os resultados foram bastante dispersos, principalmente em

relação aos tempos, muitas amostras para uma mesma carga e tempos diferentes houve

comportamento distintos, como é visto na oposição dos sinais de diferentes tempos.

Esta dispersão de sinais não será considerada como uma melhora de propriedades assim

como valores negativos próximos a 0. Um fato interessante é o crescente aumento do

número de amostras com desempenho melhorado ao aumentar-se a carga utilizada. A

seguir tem-se as amostras em que houve melhora observada:

Amostras de desempenho melhorado para contrapeso igual à 120g: CF22,

CIF29, S1, SG2, 1-PE_HS5010 MICRO, 2-PE_HS5010 MICRO, D-

PE_HS5010 MICRO.

Amostras de desempenho melhorado para contrapeso igual à 300g: CF22,

CIF29, CD1, 1-PE_HS5010 MICRO, 3-PE_HS5010 MICRO, A-PE_HS5010

MICRO, D-PE_HS5010 MICRO e F2-PE_HS5010 MICRO.

Amostras de desempenho melhorado para contrapeso igual à 600g: CF22, CF23,

CIF29, CE0, CD1, CD2, CD3, 1-PE_HS5010 MICRO, A-PE_HS5010 MICRO,

B-PE_HS5010 MICRO, D-PE_HS5010 MICRO, F2-PE_HS5010 MICRO.

Os materiais em que se vê uma melhora para todas as cargas e todos os tempos

são os de código: CF22, CIF29, 1-PE_HS5010 MICRO e D-PE_HS5010 MICRO.

A tabela 9 a seguir mostra o desgaste por distância percorrida (Q) em mm3/mm

das amostras de Poliamida com contra peso de 600g. E o gráfico 1 mostra a curva de

desgaste volumétrico contra distância percorrida desta mesma amostra.

Tempo

(min)

5 min 10 min 20 min

Distância

(m)

119,6947 239,3894 478,7787

CD0 2,625062 3,09561 1,65913

CD1 0,619727 1,215179 0,802795

CD2 0,509129 0,490937 0,428058

Page 30: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

30

CD3 0,611096 1,334358 0,925438

Tabela 9: Desgaste por distância percorrida das amostras de PA com carga de 600g.

Gráfico 1: Desgaste por distância percorrida das amostras de PA com carga de 600g.

É notável uma tendência de queda do volume desgastado por distância

percorrida, que pode ser resultante da lubrificação gerada pelo grafite que foi

incorporado à massa e ainda da aderência do material à esfera, fenômeno que acontecia

aos desgastes mais agressivos, que gera uma redução do coeficiente de atrito.

Ensaios mecânicos

Os resultados obtidos dos ensaios de tração e de impacto estão apresentados na

tabela 10. As amostras utilizadas como referência são as do polímero virgem, ou seja,

sem aditivação.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

119,69 239,39 478,78

Vo

lum

e r

em

ovi

do

(m

m^3

)

Distância percorrida no desgaste (m)

Volume desgastado vs. Distância percorrida

CD0

CD1

CD2

CD3

Page 31: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

31

Tabela 10: Resultados obtidos nos ensaios de Tração e resistência ao Impacto.

Nota-se claramente o aumento do módulo de tração (E) para todas as cargas

adicionadas, comparadas ao polímero de referência. O compósito de código CF23 -

EP200k foi o que apresentou maior melhora de desempenho quanto a esta propriedade,

este possui a mesma carga que o CF22 -EP200k, porém contendo 5% a mais de

nanocarga. Outras amostras de notável aumento do módulo de resistência a tração foram

Matriz Código

Módulo

de

Tração

(GPa)

Resistênci

a ao

Impacto

(J/m)

Polipropileno

S0 -EP200k 1,14 Referência

(%) 588

Referência

(%)

S1 -EP200k 1,22 6,8 525 -10,7

SG2 -EP200k 1,26 10,3 622 5,8

CE0 -EP200k 1,15 1 606 3,1

CE1 -EP200k 2,25 9,6 509 -16

C20 -EP200k 1,31 Referência

(%) 618

Referência

(%)

CF22 -EP200k 2,23 70,2 680 10

CF23 -EP200k 2,86 118,8 319 -48,4

CIF29 -

EP200k 1,73 32,1 717 16

Poliamida

CD0 - PA6,6 3,39 Referência

(%) 48

Referência

(%)

CD1 - PA6,6 3,71 9,3 40 -17,7

CD2 - PA6,6 3,67 8,1 38 -21,3

CD3 - PA6,6 3,83 13 41 -15,4

Polietileno

0 - PE HS5010

MICRO 0,92

Referência

(%) 717

Referência

(%)

1 - PE HS5010

MICRO 0,95 2,5 512 -28,5

2 - PE HS5010

MICRO 0,96 4,3 561 -21,7

3 - PE HS5010

MICRO 0,99 7 711 -0,8

4B - PE

HS5010

MICRO

1,02 11 426 -40,6

A - PE

HS5010

MICRO

1,38 49,5 707 -1,3

B - PE

HS5010

MICRO

1,42 53,7 641 -10,5

D - PE

HS5010

MICRO

1,43 54,8 543 -24,2

F2 - PE

HS5010

MICRO

1,37 48,1 577 -19,5

Page 32: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

32

as de código A - PE HS5010 MICRO, B - PE HS5010 MICRO, D - PE HS5010

MICRO e F2 - PE HS5010 MICRO com cerca de 50% de aumento comparado ao

polímero virgem.

Contradizendo os efeitos de melhora na resistência à tração, nos testes de

resistência ao impacto a maioria das amostras teve esta propriedade piorada em relação

ao polímero sem aditivação (utilizado como referência). Este efeito é comum quando

obtém-se um aumento da dureza e da resistência à tração, o que torna o material menos

dúctil (ou mais duro), portanto absorve menos energia antes de se romper, além da

maior facilidade de propagar trincas.

CONCLUSÕES

Por meio dos testes realizados é possível notar as melhoras em algumas

propriedades, contudo redução de desempenho em outros aspectos, como se observa nos

testes de impacto e tração. Também houveram algumas contradições encontradas entre

os testes de dureza Shore D e o de tração, para a grande maioria de materiais o aumento

do módulo de tração é acompanhado pelo aumento da dureza, porém em materiais

poliméricos tem-se o efeito de orientação das cadeias no sentido em que a carga é

aplicada, o que aumenta sua resistência à tração, fato que pode explicar o aumento do

modulo e queda da dureza das amostras de polietileno. Outra incompatibilidade foi

encontrada entre os testes de desgaste em esfera metálica e em roda de borracha, esta

última é muito abrasiva para estes tipos de materiais e forneceu resultados bons para

poucas amostras mesmo que muito tênues. As piores amostras para o ensaio de roda de

borracha foram umas das melhores no teste com a esfera, que foram CF22-EP200k,

CF23-EP200k e F2-PE_HS5010. As amostras em que houve melhoria significativa no

caloteste foram as de código CF22-EP200k, CIF29-EP200k, 1-PE_HS5010 e D-

PE_HS5010 para todas as cargas, porém as amostras de poliamida mostraram uma

grande redução de desgaste conforme foi o aumento da agressividade do teste (600g),

com destaque para a amostra CD2-PA6,6 que obteve quase 80% de redução para todos

os tempos nesta carga, em relação à amostra CD0-PA6,6. Os materiais cuja

performance se destaca entre os outros devem ser estudados mais profundamente para

possíveis substituições de materiais metálicos em peças em que preço, densidade e

resistência química são requisitos imprescindíveis, todavia em presença de meio

abrasivo, a durabilidade destes materiais seria comprometida. Outra grande vantagem

são os meios como estes materiais são processados, processos de injeção e extrusão

requerem menores forças e energias que processos como usinagem e forjamento, e

proporciona alta produtividade.

REFERÊNCIAS

[1] A. Dasari, Z-Z. Yu, Y-W. Mai, Fundamental aspects and recent progress on

wear/scratch damage in polymer nanocomposites. Materials Science and Engineering,

63 (2009) 31–80.

[2] S. S. Pesetskii, S. P. Bogdanovich, N. K. Myshkin, Tribological behavior of polymer

nanocomposites produced by dispersion of nanofillers in molten thermoplastics.

Tribology and Interface Engineering Series: Tribology of Polymeric Nanocomposites.

Chapter 5, 55 (2008) 82-107.

Page 33: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

33

[3] A. Dasari, Z-Z. Yu, Y-W. Mai, Wear and scratch damage in polymer

nanocomposites. Tribology and Interface Engineering Series: Tribology of Polymeric

Nanocomposites. Chapter 16, 55 (2008) 374-399.

[4] Teixeira, Lucila M. Rebello, Avaliação do comportamento ao desgaste de

compósitos poliméricos. Dissertação de Mestrado – Universidade Estadual Paulista.

Faculdade de Ciências, Bauru, 2012.

[5] A. Kassman, S Jacobson, L Erickson, P Hedenqvist, M Olsson, A new test method

for the intrinsic abrasion resistance of thin coatings, Uppsala University, Uppsala, 1991.

[6] Callister Jr., William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução.

Tradução Sérgio Murilo Stamile Soares. Rio de Janeiro: LTC, 2008.

[7] ASTM D638, “Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics”, Annual

Book of ASTM Standards, 2010.

[8] ASTM D256, “Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact

Resistance of Plastics”, Annual Book of ASTM Standards, 2010.

[9] ASTM D2240, “Standard Test Method for Rubber Property - Durometer

Hardness”, Annual Book of ASTM Standards, 2005.

[10] ASTM G65, “Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry

Sand/Rubber Wheel Apparatus”, Annual Book of ASTM Standards, 2004.

[11] ASTM D792, “Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative

Density) of Plastics by Displacement”, Annual Book of ASTM Standards, 2008.

Page 34: Relatório Final Bolsa Institucional - Tamiris Anjoletto

34

FORMULÁRIO PARA EMISSÃO DE PARECER SOBRE OS RELATÓRIO –

BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTIFICA – PIBIC, PIBITI e INSTITUCIONAL

2012 - 2013

I. IDENTIFICAÇÃO

Nome do Bolsista: Tamiris de Paula Anjoletto

Nome do Orientador: Márcia Cristina Branciforti

Departamento: Departamento de Engenharia de Materiais – SMM

Tipo de Bolsa: INSTITUCIONAL

Vigência da Bolsa: agosto/2012 a julho/2013

II. APRECIAÇÃO SOBRE O RELATÓRIO FINAL

Ótimo (X) Bom ( )

Regular ( ) Fraco ( )

O relatório final apresentado pela aluna bolsista descreve os resultados obtidos

no projeto de IC. Para o bom desenvolvimento do projeto proposto a aluna realizou

experimentalmente testes em equipamentos antes desconhecidos, o que trouxe positivas

contribuições para a sua formação acadêmica e científica. Foram realizados ensaios

além dos previstos no projeto inicial. A bolsista demonstrou grande interesse no tema do

projeto, é independente, responsável no uso de equipamentos e laboratórios em geral e

se relaciona bem com os colegas. A aluna apresenta bom desempenho acadêmico, o que

pode ser evidenciado em seu histórico escolar. Portanto, é recomendada a aprovação do

relatório.

III. SUGESTÕES DO ORIENTADOR

É recomendado que a aluna publique os resultados obtidos em revistas

especializadas da área.

São Carlos, 30 de julho de 2013.

Assinatura do Orientador:

Departamento: Departamento de Engenharia de Materiais - SMM