Questão 9 - Qual a diferença entre os polímeros termoplásticos, termofixos e elastômeros? (Propriedades mecânicas, possibilidade de refundir, diagrama Tensão x Deformação do ensaio de tração e ligações químicas).
Passo 1
O enunciado pede para diferenciar três grandes famílias de polímeros — termoplásticos, termofixos e elastômeros — analisando quatro aspectos:
- Propriedades mecânicas gerais
- Possibilidade de refundir (reprocessamento térmico)
- Formato típico do diagrama tensão–deformação (
vs ) em ensaio de tração - Tipo de ligações químicas e estrutura de cadeia
Para isso, vamos usar conceitos de química de polímeros (cadeias lineares, ramificadas e reticuladas), conceitos de mecânica dos materiais (módulo, ductilidade, fragilidade) e interpretação de curvas de tração.
Passo 2
Termoplásticos
- Estrutura química: cadeias lineares ou ramificadas, com poucas ligações cruzadas; as forças entre cadeias são principalmente secundárias (forças de Van der Waals e ligações de hidrogênio fracas).
- Refundição: podem ser aquecidos até o ponto de fusão, moldados e resfriados repetidas vezes sem alteração química significativa.
- Propriedades mecânicas: geralmente têm módulo e resistência intermediários, boa ductilidade (podem sofrer deformação plástica antes da ruptura).
- Diagrama
vs : - Exemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), PVC, PS.
Passo 3
Termofixos
- Estrutura química: rede tridimensional fortemente reticulada por ligações covalentes entre cadeias, gerando um polímero rígido e insolúvel.
- Refundição: não podem ser refundidos — ao aquecer acima da temperatura de decomposição, quebram ligações e degradam-se irreversivelmente.
- Propriedades mecânicas: alto módulo de elasticidade, alta resistência térmica, mas comportamento frágil, com baixa deformação antes da ruptura.
- Diagrama
vs : - Exemplos: baquelite, resinas epóxi, poliuretanos termoendurecidos.
Passo 4
Elastômeros
- Estrutura química: cadeias flexíveis e alongadas, com reticulações leves (pontes covalentes ou ligações de enxofre na vulcanização), conferindo forma de rede frouxa.
- Refundição: não se comportam como termoplásticos; ao aquecer acima de certo ponto, também degradam-se; porém, têm elasticidade quase totalmente reversível.
- Propriedades mecânicas: baixo módulo (muito flexíveis), enormes elongações (até centenas de % antes de romper), comportamento quase completamente elástico (recuperam forma).
- Diagrama
vs : - Exemplos: borracha natural, silicone, poliuretano elastomérico.
Resposta
Termoplásticos
- Cadeias lineares/ramificadas, sem ou com poucas reticulações.
- Refundem e podem ser reprocessados várias vezes.
- Curva de tração com região elástica, escoamento e necking.
- Módulo e resistência moderados, boa ductilidade.
Termofixos
- Rede tridimensional fortemente reticulada por ligações covalentes.
- Não refundem (degradam antes de fundir).
- Curva de tração quase linear até fratura, sem escoamento.
- Alto módulo, alta rigidez, frágil.
Elastômeros
- Cadeias flexíveis com reticulações leves.
- Não refundem como termoplásticos; comportamento elástico reversível.
- Curva de tração em “J” não linear, grande extensibilidade e recuperação.
- Baixo módulo, alta deformação elástica.