Caracterização Físico-Mecânica

Conhecimentos de Base Recomendados

Não aplicável.

Métodos de Ensino

As aulas ditas “T”, para além da exposição e discussão de conceitos, têm uma componente de experimentação real, baseada na análise e discussão de comportamentos mecânicos observados em materiais de uso comum. Desta forma, através de experiências interativas, simples e expeditas, realizadas pelos estudantes na sala de aulas tradicional, é possível ilustrar e complementar os conceitos em análise

Estão também previstas sessões em laboratório, onde serão utilizados vários equipamentos, nomeadamente o calorímetro diferencial de varrimento (DSC), o analisador mecânico dinâmico (DMA), a máquina de ensaios universal e máquina de ensaios de impacto.

Resultados de Aprendizagem

Pretende-se que, após concluírem a UC, os estudantes sejam capazes de:

- Descrever a natureza fenomenológica dos estados cristalino e amorfo dos polímeros sólidos, da transição vítrea e da fusão.

- Interpretar a influência de fatores intrínsecos e extrínsecos nas transições térmicas de materiais poliméricos.

- Descrever métodos experimentais para medição de transição térmicas e de teor de cristalinidade e interpretar os seus resultados.

- Descrever os principais tipos de ensaios mecânicos de polímeros sólidos e interpretar os seus resultados, relacionando-os com a estrutura molecular dos materiais.

- Interpretar a influência de fatores intrínsecos e extrínsecos no comportamento mecânico de materiais poliméricos.

- Descrever como o desempenho de um material polimérico pode ser alterado através de aditivação, enchimento e mistura.

- Identificar testes físico-mecânicos usados industrialmente para avaliação de propriedades relevantes para aplicações específicas.

Estágio(s)

Não

Programa

1.Propriedades físicas de polímeros no estado sólido Propriedades do estado amorfo, transição vítrea e transições secundárias. Propriedades do estado cristalino, morfologia dos domínios cristalinos, temperatura de fusão, fatores que afetam a percentagem de cristalinidade. Métodos de avaliação experimental de transições térmicas e cristalinidade

2.Ensaios mecânicos transientes Ensaios de fluência e relaxação. Modelos baseados em análogos mecânicos. Princípio de sobreposição de Boltzmann. Regiões de comportamento viscoelástico.Equivalência tempo-temperatura

3.Ensaios mecânicos dinâmicos Princípios e formas de implementação

4.Fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam o comportamento mecânico Cristalinidade, ligações cruzadas, velocidade de deformação, plastificantes, cargas, etc

5.Ensaios quase-estáticos Propriedades mensuráveis em ensaios de tensão-deformação. Cedência e estricção. Comportamentos pré-fratura. Fratura frágil e dúctil

6.Outros ensaios mecânicos usados na indústria.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Levantamento de informação sobre equipamentos comerciais e metodologias para avaliação experimental de determinadas propriedades físicomecânicas : 40.0%
Ensaio e modelização do comportamento viscoelástico de um material polimérico : 60.0%

Bibliografia

• Fried, Joel R.; Polymer Science & Technology, 3rd ed., Prentice-Hall, 2014.

• L. H. Sperling; Introduction to Physical Polymer Science, 4th ed., Wiley, 2006.

• Ward, I.M., Sweeney, J., An Introduction to the Mechanical Properties of Solid Polymers, 2nd ed., John Wiley & Sons, 2004.