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POLMEROS DE ENGENHARIA
CLASSIFICAO
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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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/7/24/2019 PROMINP Materiais No Metlicos Plasticos de Engenharia e Compsitos
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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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.
Politetrafluoretileno PTFE
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.
Politetrafluoretileno PTFE
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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Politetrafluoretileno PTFE
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
Politetrafluoretileno PTFE
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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.
Politetrafluoretileno PTFE
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.
Politetrafluoretileno PTFE
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
Politetrafluoretileno PTFE
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Propriedades Eltricas
Politetrafluoretileno PTFE
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Propriedades Mecnicas
Politetrafluoretileno PTFE
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Politetrafluoretileno PTFE
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Politetrafluoretileno PTFE
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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Politetrafluoretileno PTFE
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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Politetrafluoretileno PTFE
Baixa resistncia mecnica;
Dimenses reduzidas do semi-acabado;
Baixa resistncia abrasiva.
Limitaes para aplicao
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Politetrafluoretileno PTFE
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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Politetrafluoretileno PTFE
Componentes para sistemas trmicos, entre outras aplicaes.
Fita guiaVeda-Rosca
TubosUsinados
Placas Folha anti-aderente
Buchas
TarugosAnis
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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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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POLMEROS DE ENGENHARIA
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
POLMEROS DE ENGENHARIA
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-valves7/24/2019 PROMINP Materiais No Metlicos Plasticos de Engenharia e Compsitos
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