Reologia e Características Reológicas – Borracha Sintética

A informação útil que queremos compartilhar hoje é sobre reologia.  

Reologia é

  a ciência que analisa o fluxo de emulsões e o estado de deformação de sólidos quando submetidos a estresse e deformação. (Dizendo de maneira mais simples..!) 

O equipamento utilizado para identificar características reológicas é

  o reômetro. Existem diversos tipos de reômetros que podem controlar estresse ou deformação, como o reômetro multifuncional ou o reômetro capilar (capillary), entre muitos outros.

Aplicações  

1. Polímeros – Medição do derretimento

A identificação das características reológicas dos polímeros geralmente é realizada em soluções diluídas ou no estado fundido e desempenha um papel importante na determinação da estrutura molecular (peso molecular, distribuição de peso molecular e ramificação), no comportamento do processamento e no desempenho do produto final.

Ao medir as características reológicas de polímeros fundidos, é utilizado geralmente o índice de fusão (melt index), um método experimental que mede a viscosidade em um único ponto, o que significa a quantidade de material que passa por um capilar sob condições padrão (temperatura, pressão e tempo). O índice de fusão é o método mais simples e rápido para diferenciar as diferenças relativas entre polímeros em controle de qualidade, e por isso é comumente usado. No entanto, tem limitações pois não distingue precisamente as diferenças na estrutura molecular e fornece pouca informação sobre como o material se comportará durante o processamento.

Os polímeros são materiais reologicamente complexos e mostram características viscoelásticas (viscoelastic properties) de acordo com as mudanças no estresse, deformação e temperatura. Um exemplo típico é a borracha sintética (PDMS), que está em um estado consolidado, mas ao longo do tempo e sob pressão gravitacional, flui lentamente como um líquido e forma uma poça. No entanto, quando moldado em forma de bola e quicado, comporta-se como um elastômero, e quando puxado rapidamente, quebrará como um sólido plástico. Estas características dos polímeros mostram como é essencial medir suas propriedades reológicas para entender como eles se comportam durante ou após o processamento em, mudanças nas deformações e tempo.

Normalmente, um reômetro rotacional que pode controlar estresse ou deformação é usado para medir as seguintes características.

• Medição da viscoelasticidade (G’, G”, tan delta) como função da frequência (tempo) e temperatura
• Medição da estrutura molecular (peso molecular, distribuição de peso molecular, ramificação) utilizando faixa de frequência e testes de creep/recuperação (viscosidade em cisalhamento zero)
• Impacto da longa cadeia ramificada nas características viscoelásticas lineares (viscosidade em cisalhamento zero, conformidade recuperável em estado estacionário)

Reômetro capilar também é usado para os seguintes tipos de medições.

• Reprodução direta das condições obtidas durante o processamento para medir a viscosidade em cisalhamento quando a taxa de cisalhamento aumenta a partir de um estado baixo
• Medição de fraturas de fusão devido a propriedades elásticas manifestadas quando a taxa de cisalhamento é elevada durante o processamento, fenômenos como a expansão do molde e falhas superficiais (Shark skin)
• Medição da viscosidade de tração e força de fusão, parâmetros importantes na medição durante o processamento de polímeros