Por Alan Bonel

As normas não servem apenas para a realização de ensaios: são ferramentas poderosas na análise de falhas. A imagem abaixo (retirada da norma VDI3822 2.1.5_2013) mostra uma peça de poliamida 66 reforçada com fibra de vidro (PA66-GF30) que apresenta dois aspectos interessantes: o primeiro é que ela está quebrada, há uma superfície de fratura bastante evidente em uma das imagens; o segundo é o afloramento das fibras de vidro na superfície.

Fratura de uma peça de conexão feita de PA 66-GF30 devido à influência da temperatura (esquerda), acompanhada por aspereza superficial perceptível nas fibras de vidro expostas (direita). Fonte: VDI 3822 2.1.5_2013 Failure analysis Defects of thermoplastic products caused by thermal stress

 

Fibras de vidro degradam mais lentamente do que a poliamida e isso diz muito para quem trabalha com polímeros. Ou seja, sob a mesma condição térmica, plásticos serão mais severamente atacados. No caso da imagem, as fibras afloram porque o plástico vai sendo consumido sob ação das intempéries. Trata-se de uma deterioração das propriedades mecânicas do polímero em decorrência da diminuição do peso molecular do material. Isso pode ocorrer pela escolha inadequada do material, incoerente com as condições de aplicação do produto.

 

A constatação da falha pode ser feita com base na família de normas VDI 3822, que apresenta uma biblioteca com fotos de diferentes causadores de falhas (temperatura, solicitação mecânica, ataque químico, intempéries, design, processamento) que ajudam profissionais em análises de microscopia óptica e eletrônica. No entanto, como avaliar e especificar o material mais adequado para aquelas condições térmicas de uso?

Há uma resposta nas normas: ISO 11357 (Plastics — Differential scanning calorimetry DSC), ASTM D1525 (Standard Test Method for Vicat Softening Temperature of Plastics), ISO 306 (Plastics — Thermoplastic materials — Determination of Vicat softening temperature VST), ISO 75 (Plastics — Determination of temperature of deflection under load); ASTM D648 (Standard Test Method for Deflection Temperature of Plastics Under Flexural Load in the Edgewise Position).

 

A calorimetria exploratória diferencial (DSC) é uma técnica utilizada para medir mudanças de entalpia associadas a transições físicas ou químicas de materiais, sendo amplamente empregada para estudar a fusão, cristalização e transições vítreas em polímeros. A temperatura de fusão (T_m) corresponde à faixa de temperatura na qual um polímero semicristalino passa do estado sólido para o líquido, enquanto a temperatura de transição vítrea (T_g) indica a transição de um estado vítreo rígido para um estado borrachoso flexível, característica típica de polímeros amorfos.

 

Já a temperatura de deformação sob carga (HDT) representa a capacidade de um material plástico resistir à deformação quando submetido a uma carga específica em temperatura elevada, sendo usada como indicador de desempenho térmico em aplicações estruturais. O ponto de amolecimento Vicat, por sua vez, define a temperatura na qual uma agulha padrão penetra uma profundidade predeterminada em uma amostra sob carga constante, servindo como referência prática para a temperatura máxima de uso de materiais termoplásticos. Esses parâmetros térmicos são essenciais para a caracterização e seleção adequada de polímeros em projetos de engenharia.

Além disso, a temperatura (ou tempo) de indução à oxidação (OIT) é uma medida da estabilidade térmica de um material polimérico frente à oxidação por oxigênio. Ela é determinada por meio de calorimetria exploratória diferencial (DSC), monitorando-se uma amostra em atmosfera oxidante (como ar ou oxigênio) durante o aquecimento. No caso da OIT em temperatura constante, registra-se o tempo necessário para o início da oxidação após atingir uma temperatura específica, indicado por uma mudança na linha base da curva DSC, geralmente um pico exotérmico.

 

O conhecimento de como realizar esses ensaios e saber interpretar corretamente os resultados fornece uma resposta exata sobre como um determinado material se comporta em condições específicas. As normas oferecem uma vasta biblioteca técnica que, se bem utilizadas, ajudam a mitigar más escolhas de material ou, em último caso, a avaliar os prejuízos em situações de falhas catastróficas.

 

 

(*)Alan Bonel é especialista em polímeros e atua há mais de 15 anos com foco em normas técnicas nacionais e internacionais, especialmente nas áreas de ensaios, laboratório e requisitos de montadoras. Compartilha conteúdos técnicos no LinkedIn e no canal do YouTube @bonelsimplificando.

 

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