Ensaios Reológicos: o que são e principais técnicas

Assuntos

1. Ensaios Reológicos: definição
2. Principais Ensaios Reológicos
3. Onde fazer Ensaios Reológicos

Confira o que são os Ensaios Reológicos, quais são as principais técnicas e onde você pode realizar estas análises.

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Ensaios Reológicos: definição

Os Ensaios Reológicos são testes e análises laboratoriais realizados a fim de garantir e otimizar o processamento, principalmente de materiais poliméricos, em técnicas de moldagem por injeção, extrusão, sopro, compressão, dentre outras.

Dessa forma, as análises reológicas permitem a caracterização do comportamento reológico do material, fornecendo importantes parâmetros sobre a taxa de deformação e cisalhamento, como o torque necessário para produzir determinada deformação no polímero em dada temperatura.

Enquanto os Ensaios Reológicos caracterizam o comportamento do fluido, as Análises Químicas permitem determinar a composição química e estrutural das espécies presentes em uma amostra. Acesse aqui nosso artigo e descubra a importância da Análise Química dos materiais, além dos principais tipos e onde você pode realizar estes ensaios químicos.

Principais Ensaios Reológicos

Os principais Ensaios Reológicos empregados na indústria de polímeros são a Reometria Capilar, Reometria de Torque, Índice de Fluidez, Viscosidade e Diagrama PVT, como veremos a seguir.

1. Ensaio no Reômetro Capilar (Reometria Capilar)

O Ensaio Reológico de Reometria Capilar funciona a partir da extrusão controlada de material amolecido ou fundido em uma matriz capilar, onde a pressão desloca um pistão a uma determinada velocidade, obtendo-se assim a tensão, a taxa de cisalhamento e a viscosidade do material.

Além disso, defeitos como o inchamento do extrudado e a fratura do fundido, e características do deslizamento nas paredes e da tensão de estiramento também podem ser analisados.

Por fim, alguns fatores como a massa molar, distribuição de peso, adição de aditivos (plastificantes, agentes de enchimento, reforços, lubrificantes), umidade, estabilidade térmica e reológica e instabilidade de cisalhamento afetam os resultados desse tipo de análise.

2. Ensaio no Reômetro de Torque (Reometria de Torke, Haake)

Quanto ao Ensaio Reológico de Reometria de Torque (Reômetro Haake), é realizado em uma câmara aquecida em formato de “8” ou infinito, com dois rotores internos, os quais misturam e aplicam torque a um certo volume de massa fundida ou amolecida do material.

Fixando-se os parâmetros de temperatura e taxa de cisalhamento, é possível se analisar as relações entre o torque e temperatura, além das reações e influências de aditivos.

3. Análise de Viscosidade de Soluções Diluídas

A Análise Reológica de Viscosidade de Soluções Diluídas pode ser realizada para todos os polímeros que dissolvam completamente, porém sem degradações ou reações químicas, formando soluções estáveis ao longo do tempo.

A análise é feita a partir do preparo de soluções com concentrações definidas de material polimérico e solvente e posterior escoamento através da gravidade, em um viscosímetro capilar de vidro (Ostwald, Cannon-Fanske ou Ubbelohde). O capilar é imerso em banho com temperatura controlada, enquanto o tempo de escoamento de um volume conhecido de solução é determinado.

Esta análise permite estudarmos a resistência ao escoamento dos materiais, como as influências do tamanho e do enovelamento das cadeias poliméricas, as quais oferecem dificuldade ao fluxo de escoamento. Além disso, parâmetros como volume hidrodinâmico, degradação, diminuição de massa molar e quebra de cadeias poliméricas podem ser analisados.

4. Análise de Índice de Fluidez (IF, MFI)

Já na Análise Reológica de Índice de Fluidez, o polímero amolecido ou fundido é pressionado por uma matriz capilar em um plastômetro de extrusão, onde é calculada a taxa de fluxo de fusão (MRF) ou o volume de massa de material extrudado em função do tempo.

Dessa forma, é possível avaliar indiretamente a massa molar do polímero, através da relação de que quanto maior a massa molar, maior a viscosidade e menor o índice de fluidez. Porém, é importante notar que a taxa de fluxo pode ser influenciada pela estrutura molecular do polímero e pelas condições de ensaio.

5. Análise do Diagrama PVT (Pressão-Viscosidade-Temperatura)

Por fim, a Análise Reológica do Diagrama de Pressão-Viscosidade-Temperatura pode ser realizada em um reômetro capilar, onde é estudada a relação entre a pressão, o volume e a temperatura de polímeros amolecidos ou fundidos.

Com esta análise, alguns parâmetros de processamento como o coeficiente de expansão térmica volumétrica, a compressibilidade e a relação entre as transições térmicas de primeira ordem e a transição vítrea, em função da pressão e da temperatura. Assim, os tempos de ciclo de injeção ou extrusão, por exemplo, podem ser reduzidos, mantendo-se a rigidez e evitando-se os defeitos.

Onde fazer Ensaios Reológicos

Para contratar Ensaios Reológicos, entre em contato com a c2Lab, a maior plataforma de ensaios e análises laboratoriais do Brasil.

Atualmente, já atendemos às seguintes normas para Análises Reológicas:

ASTM:

• ASTM D3835
• ASTM D5099
• ASTM D1238
• ASTM D2538
• ASTM D2857
• ASTM D789
• ASTM D4603

ISO

• ISO 11443
• ISO 1133
• ISO 1628
• ISO 307
• ISO 17744
• DIN EN ISO 1628-2

ABNT

• ABNT NBR 9147
• ABNT NBR 9023

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