Introdução
As peças feitas de materiais poliméricos são amplamente utilizadas em todas as áreas em que a redução de peso e a produção econômica desempenham um papel decisivo. Embora as peças de moldagem por injeção feitas de materiais termoplásticos tenham sido usadas no setor automotivo por décadas, a demanda por soluções leves para automóveis modernos continua a aumentar. Especialmente para o desenvolvimento de veículos elétricos e para reduzir as emissõesde CO2, cada vez mais componentes automotivos feitos de materiais leves estão sendo usados.
O aumento do uso de plásticos exige um meio de garantir a qualidade e a estabilidade consistentes das peças. Nesse caso, a análise de materiais desempenha um papel importante. As propriedades mecânicas das peças são significativamente influenciadas por muitas etapas do processo. Por exemplo, a simples pintura de um plástico pode alterar suas propriedades físicas a ponto de, na pior das hipóteses, ele falhar quando exposto a uma carga razoável. Portanto, é importante garantir a qualidade constante dos materiais durante todo o processo de fabricação, do início ao fim. Os métodos de análise térmica, como a calorimetria diferencial de varredura (DSC), são ferramentas ideais para questões como essas. No caso aqui considerado, um componente da carcaça feito de poliamida 6 reforçada com fibra de vidro apresentou fragilização no gancho do clipe durante a conexão com as juntas do clipe. Durante a instalação da peça, o grampo quebrou. Para essas falhas, é fundamental examinar todos os possíveis fatores de influência em toda a cadeia de fabricação.
Resultados do teste
A análise de DSC da peça danificada e de uma peça de controle iO identificou rapidamente a causa da falha. As curvas DSC são apresentadas na figura 1. Para a análise da composição do material, assegundas curvas de aquecimento são sempre avaliadas, pois os efeitos do histórico térmico não estão mais presentes. Junto com a transição vítrea da amostra a 50,9°C, a peça de controle (curva verde) apresentou uma endoterma de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão a 221°C com uma entalpia de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão de 53,7 J/g (típica para PA 6 puro). A parte de niO (danificada), no entanto, apresentou um comportamento significativamente diferente, com uma temperatura de pico a 215 °C e uma entalpia de 45,2 J/g.
O perfil de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão da peça de niO, mostrado em uma escala emlarged na figura 2, também mostra um segundo pico a 239°C. Os resultados das medições de DSC revelam que o material da peça danificada não é mais poliamida 6 pura, mas sim uma mistura de poliamida 6 e poliamida 66. Esses dois componentes podem formar um eutético, o que explica a mudança na Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). temperatura de fusão de 221°C (PA 6 puro) para 215°C (PA 6 + PA 66). As diferenças entre as duas amostras também podem ser vistas em seus diferentes perfis de CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização durante o resfriamento (figura 3)
Na análise DSC, a CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização é observada como um efeito ExotérmicoUma transição de amostra ou uma reação é exotérmica se houver geração de calor.exotérmico. A escala emlarged na figura 4 mostra ainda uma temperatura de início mais alta para a CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização do material da parte iO a 217°C, em comparação com 203°C para a amostra PA6 pura. A área do pico também é smallmaior para a parte iO.
Conclusão
Esse exemplo demonstra claramente que a composição do material tem uma influência mensurável nas propriedades de uma peça acabada e que as falhas podem ser evitadas com o uso da análise térmica para monitorar a qualidade da matéria-prima. O controle de qualidade pode ser realizado com relativamente pouco esforço usando a análise térmica por meio do DSC.