D4 Testes Mecânicos (Tração de Fluência de Plástico)

Tópico

O ensaio de tração, método experimental descrito por este modelo, submete o polímero a uma carga crescente e registra a curva tensão-deformação resultante. Ao contrário da curva traçada por um material frágil sem escoamento plástico, esta curva não se rompe assim que sai de sua faixa elástica inicial. Em vez disso, ela primeiro atinge um ponto de escoamento: o ponto em que o polímero deixa de se deformar elasticamente e começa a se deformar permanentemente, sem que a tensão registrada continue a aumentar na mesma taxa que antes desse ponto de escoamento. O fato de o polímero suportar uma tensão maior antes de atingir esse ponto de escoamento significa que sua faixa elástica se estende, consequentemente, mais dentro dessa curva tensão-deformação.

Uma vez que o polímero ultrapassa esse ponto de escoamento, a deformação permanente deixa de ser distribuída uniformemente ao longo do corpo de prova e passa a se concentrar em uma única região: estricção, um afinamento localizado da seção transversal do polímero. O início da estricção é previsto pelo critério de Considère, o ponto a partir do qual a capacidade do polímero de endurecer sob deformação crescente não é mais suficiente para compensar a redução da seção transversal causada por essa deformação. Como esse polímero endurece menos sob deformação crescente, o critério de Considère é atendido mais cedo e, consequentemente, o estreitamento começa com uma deformação menor.

Portanto, esse modelo, com o ponto de escoamento e o estreitamento com o qual foi aberto, faz com que esse mesmo estreitamento, longe de levar imediatamente à fratura do polímero como ocorreria em um material frágil, produza, em vez disso, à medida que as cadeias moleculares do polímero se orientam progressivamente na direção do estiramento dentro da mesma região de estreitamento, um endurecimento por orientação: quanto mais essas cadeias moleculares estiverem orientadas nessa direção de estiramento, maior será a resistência do polímero à deformação adicional nessa mesma região, a ponto de o estreitamento deixar de se concentrar ali e se propagar de forma estável para o restante da amostra. O fato de esta curva tensão-deformação deste polímero, com seu ponto de escoamento, seu estreitamento e este endurecimento por orientação, contrastar desta forma com a curva de fratura frágil já descrita, sem qualquer faixa de escoamento plástico comparável, por outros modelos de diferentes conjuntos de materiais dedicados a materiais cerâmicos e vítreos, faz com que este teste revele, neste polímero, um comportamento mecânico fundamentalmente diferente daquele desses outros materiais frágeis.

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