Tão frustrante quanto um picolé parcialmente derretido é uma peça plástica que se deforma pela temperatura durante a utilização!
A maior inimiga dos polímeros é a temperatura e talvez dos projetistas de peças plásticas também.
Mas vem comigo que aqui vamos resolver essa questão na seleção dos materiais…
Para isso vamos entender:
- O que é HDT
- Aplicações da HDT
- Relevância da HDT
- Como medir um valor de HDT para plásticos?
- Fatores que influenciam no desempenho térmico
- Fatores que influenciam na HDT
- Valores de HDT de diversos plásticos
Temperatura de Deflexão Térmica de Plásticos (HDT)
O termo HDT, do inglês, significa Temperatura de Deflexão (ou Distorção) Térmica, e significa a resistência de um polímero a distorcer-se sob uma determinada carga e a uma temperatura elevada.
Em outras palavras, é a temperatura em que um corpo de prova de polímero sofrerá uma deflexão de 0.25 mm, sob uma determinada carga. É um dos dois métodos de se estabelecer um valor ao desempenho de um plástico a uma alta temperatura. O valor de 0.25 mm é arbitrário e não possui um motivo específico.
A temperatura de deflexão também é conhecida como “temperatura de deflexão sob carga” (DTUL), “temperatura de deflexão térmica sob carga (HDTUL)”, ou “temperatura de distorção térmica” (HDT).
A HDT é uma medida de “rigidez” de um material conforme a temperatura aumenta.
As duas cargas comumente utilizadas em testes de deflexão por calor são 0.46 MPa (67 psi) e 1.8 MPa (264 psi).
Embora existam testes realizados sob carregamentos maiores, tais quais 5.0 MPa (725 psi) ou 8.0 MPa (1160 psi), eles não serão considerados aqui.
Algumas limitações conhecidas ao se determinar o HDT de um material são a anisotropia térmica do corpo de prova, e, no caso de corpos de prova mais espessos, ocorrerá um gradiente de temperatura.
Aplicações da propriedade HDT:
- Materiais para as telas o desenvolvimento de moldes de injeção;
- Fabricação de produtos usando componentes termoplásticos;
- Escolha de materiais em elementos que sofrem aquecimento.
Relevância da HDT
- Representa um valor que pode ser utilizado na comparação entre diversos materiais;
- Aplicado em diversos aspectos de projeto, engenharia e fabricação de produtos usando componentes termoplásticos;
- Uma HDT mais elevada significa um processo de moldagem por injeção mais rápido.
Como medir um valor de HDT para plásticos?
O ensaio estabelecido pela ASTM é o ASTM D 648 (equivalente ao ISO 75).
- Para o HDT a 1.8 MPa, o valor de carregamento é exatamente 1820 kPa, comumente denominado 1.8 MPa (264 psi);
- Para o HDT a 0.46 MPa, o valor de carregamento é de 0.46 MPa (66 psi).
O aparato utilizado para a realização do ensaio é o seguinte:
O corpo de prova é moldado com comprimento e espessura específicos, e deve permanecer submerso em óleo, a fim de garantir uma elevação uniforme da temperatura (comumente 2ºC por minuto). A carga é aplicada no centro do corpo de prova, que é biapoiada próximo a suas extremidades. Determina-se como a HDT a temperatura em que a deformação da amostra de material atingir 0.25 mm.
Fatores que influenciam no desempenho térmico
Esse ensaio avalia o desempenho de curta duração sob carga a uma elevada temperatura, por meio da verificação da influência da temperatura na rigidez do material. Entretanto, serve apenas como recurso estimativo, não devendo ser considerado como uma previsão de como a peça se comportará em estágio final. Alguns outros fatores que influenciam significativamente no comportamento da peça final são:
- O tempo de exposição a uma temperatura elevada;
- O ritmo em que a temperatura é elevada (°C/min);
- A geometria da peça.
É importante ressaltar que a HDT, para um determinado grade polimérico, dependerá da resina base e da presença de reforços, cargas e plastificantes.
- Grades reforçados ou com cargas possuem HDT elevada (mais duros e rígidos durante calor);
- Plastificantes reduzem a HDT ao tornar o polímero mais macio e flexível.
Fatores que influenciam na HDT
- Condições de extrusão: níveis mais elevados de orientação geralmente significam valores de HDT mais altos;
- Morfologia: níveis mais elevados de cristalinidade geralmente significam valores de HDT mais altos;
- Cargas (preenchimento): o aumento das cargas de preenchimento aumenta os valores de HDT.
Valores de HDT de diversos plásticos
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