AVALIAÇÃO DA ORIENTAÇÃO DAS ESFERULITAS DO POLIPROPILENO ISOTÁTICO APÓS DEFORMAÇÃO
Giovanna Machado (PG)1, Maria Augusta de Luca (PQ)2, Dimitrios Samios (PQ)1
Palavras-chave: polipropileno isotático, orientação, MEV.
Pesquisas realizadas nos últimos tempos tem mostrado que materiais poliméricos semi-cristalinos submetidos à deformação axial apresentam mudanças morfológicas que se refletem principalmente na variação da cristanilidade do material [1,2]. O estudo destes materiais constitui um grande desafio para a ciência dos materiais, tanto do ponto de vista experimental quanto teórico, uma vez que envolve a descrição de processos irreversíveis e processo de relaxamento [3].
Uma forma simples de se visualizar a distribuição da orientação de uma microestrutura é através da rosa dos interceptos [4]; a partir de um centro de coordenadas, cuidadosamente colocada sobre uma imagem, para cada ângulo q se determina o número de interseções por unidade de comprimento (NL) e traça-se então o gráfico q versus NL, em coordenadas polares. Pela figura formada pode-se ter a informação do número possível de eixos de orientação do sistema estudado: quando a rosa apresenta duas pétalas, tem-se um eixo de orientação; com quatro, provavelmente dois eixos de orientação, e assim sucessivamente; num sistema isométrico a rosa dos interceptos apresenta como resultado uma circunferência.
O objetivo deste trabalho foi a avaliação da orientação preferencial dos elementos microestruturais apresentados pela parte cristalina do material antes e após a deformação, através da análise computadorizada de imagens de MEV.
Para este trabalho foram utilizados amostras de polipropileno isotático (Mw= 117.400 g/mol; Mn= 17.300 g/mol; Mw/Mn = 6,8), fornecidas pela OPP Petroquímica (III Pólo Petroquímico, Triunfo/RS-Brasil), em que os polímeros em forma de pelets, foram moldados pelo processo de injeção.
As placas moldadas por injeção, com espessura de aproximadamente 3,0 mm, foram cortadas nas dimensões padrões de 4,7 mm X 4,7 mm. Após, estas amostras, foram deformadas plasticamente à temperatura ambiente, aplicando-se uma pressão de compressão de 450 MPa.
Por convenção, adotou-se como Z a altura da amostra, ou seja, a direção de compressão, Y a direção de escoamento e X a direção inalterada, isto é, a que é limitada pelas bordas da câmara de prensagem. Após, foi realizada a fratura criogênica das amostras sendo o corte feito no sentido perpendicular ao de escoamento da amostra ZX e então caracterizadas morfologicamente pela técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Algumas regiões das imagens foram selecionadas para a avaliação da orientação. Após a aplicação de filtros apropriados as imagens foram processadas usando o programa "Quantikov" [4], compatível com o Windows, onde foram realizadas as segmentações, as transformações das imagens em imagens binárias, as medidas de NL a partir de um centro selecionado e o traçado das rosas dos interceptos.
Os resultados encontrados para a amostra antes e após a deformação de 450MPa podem ser observados nas figuras 1 e 2.
Fig.1. Amostra de i- PP antes da deformação Fig.2. Amostra de i-PP deformada em 450 Mpa
No destaque: a rosa dos interceptos correspondente No destaque: a rosa dos interceptos correspondente
à região selecionada. à região selecionada.
Pela observação das imagens de MEV, bem como das rosas dos interceptos produzidas por cada microestrutura, pode se observar que antes da compressão (figura 1) as esferulitas exibem uma estrutura de feixe lamelar com distinção de limites entre elas; após a deformação plana por compressão a 450 MPa (figura 2) ocorre um alongamento das esferulitas com uma nítida orientação preferencial na direção do escoamento, evidenciado também pelo eixo de orientação (em 0°) apresentado entre as duas pétalas da rosa dos interceptos.
Referências Bibliográficas: