A2 Creep e Relaxamento do Estresse

Tópico

Quando este polímero é submetido a uma carga sustentada, em vez de uma carga instantânea que é posteriormente removida, suas cadeias moleculares sofrem fluência e deslizamento umas em relação às outras, conforme descrito em detalhes por outro modelo deste grupo. Essa fluência e deslizamento das cadeias produzem, consequentemente, uma deformação dependente do tempo: a compliância de fluência deste polímero, que continua a aumentar enquanto essa carga sustentada for mantida, em vez de se estabilizar em um valor fixo, como ocorreria em um material puramente elástico. Manter essa carga sustentada por um período mais longo faz com que essas cadeias moleculares sofram maior fluência e deslizamento e, consequentemente, essa compliância de fluência continue a aumentar.

Medir diretamente a compliância de fluência ao longo das décadas de vida útil que este polímero pode ter não é prático. É aqui que entra em jogo o princípio da superposição tempo-temperatura, quantificado pela equação WLF, que descreve um modelo diferente com mais detalhes. Esse princípio nos permite prever o comportamento de fluência deste polímero ao longo dessas décadas com base em testes muito mais curtos realizados em temperaturas diferentes da temperatura de serviço. Isso ocorre porque um aumento na temperatura e a passagem do tempo produzem um efeito equivalente na fluência e no deslizamento das cadeias. Como esses testes mais curtos são realizados a uma temperatura superior à temperatura de serviço, o comportamento de fluência que revelam, de acordo com essa mesma superposição tempo-temperatura, corresponde a uma vida útil muito mais longa — na temperatura real de serviço — do que a duração de cada teste.

Portanto, este modelo, com a carga sustentada e a complacência de escoamento sob as quais foi desenvolvido, também descreve o caso complementar deste mesmo polímero: quando, em vez de uma carga sustentada, uma deformação constante é imposta a este polímero, essa mesma fluência e deslizamento da cadeia produzem, de acordo com o modelo de Maxwell que também descreve o outro modelo deste conjunto, um relaxamento de tensão, no qual a tensão necessária para manter essa deformação constante diminui progressivamente ao longo do tempo. O fato de essa fluência e deslizamento da cadeia serem a mesma causa física por trás tanto dessa complacência de escoamento sob carga sustentada quanto desse relaxamento de tensão sob deformação constante significa que ambos os fenômenos, embora medidos de maneiras opostas, compartilham a mesma dependência do tempo e da temperatura que os outros dois modelos deste conjunto já descrevem em conjunto.

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