Questão 13 - Qual a diferença entre o polietileno comum com o UHMW?

Passo 1

O enunciado pede para comparar o polietileno “comum” com o UHMW (ultra high molecular weight polyethylene). O conteúdo é ciência de polímeros, em que vamos usar os conceitos de peso molecular, estrutura de cadeia e como esses fatores influenciam propriedades mecânicas e tribológicas.

Passo 2

Polietileno comum engloba tipos como LDPE, HDPE e MDPE. Seu peso molecular típico varia de
\approx 1\times10^{5}\\ \text{g/mol}
até
\approx 5\times10^{5}\\ \text{g/mol}.
Em função disso, as cadeias poli-etilênicas são relativamente curtas, conferindo-lhe:
  • resistência mecânica e química moderada;
  • temperatura de serviço até cerca de 80 100\,^\circ\text{C};
  • coeficiente de atrito intermediário;
  • boa processabilidade em moldagem por injeção e extrusão.

Passo 3

O UHMW é definido por um peso molecular muito maior, tipicamente
\ge 3\times10^{6}\\ \text{g/mol}.
As cadeias são extremamente longas, o que gera forte entrelaçamento molecular e resulta em:
  • alta resistência a impacto (não se quebra nem a baixas temperaturas);
  • excelente resistência ao desgaste (uso em guias deslizantes, lonas de freio, coroas de engrenagem);
  • baixo coeficiente de atrito (auto-lubrificação sólida);
  • densidade ligeiramente menor ( \approx0,93 0,94 g/c m^{3});
  • processamento mais difícil (normalmente extrusão especializada, moldagem por compressão).

Passo 4

Comparando lado a lado:
  • Peso molecular: UHMW é ~ 10\times maior que o comum.
  • Propriedades mecânicas: UHMW tem muchíssima maior tenacidade e resistência ao desgaste.
  • Atrito e lubrificação: UHMW apresenta coeficiente de atrito menor, quase “escorregadio”.
  • Temperatura de uso: ambos limitados a ~ 100\,^\circ\text{C}, mas UHMW mantém tenacidade a temperaturas mais baixas.
  • Processabilidade: polietileno comum é fácil de moldar, UHMW requer técnicas especiais e pressão mais alta.

Resposta

O UHMW difere do polietileno comum principalmente pelo seu peso molecular muito maior ( >= 3\times10^6 g/mol vs. 10^5 5\times10^5 g/mol), o que lhe confere tenacidade e resistência ao desgaste muito superiores, menor coeficiente de atrito e pior processabilidade em comparação ao polietileno convencional.

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