A avaliação do efeito de tratamentos térmicos sobre a resistência ao desgaste do polímero polipropileno

Raphael Silva; Neil de Medeiros

doi:10.47385/cadunifoa.v21.n56.5947

Authors

Raphael Silva Universidade Federal Fluminense (UFF), Volta Redonda, RJ, Brasil https://orcid.org/0009-0006-5873-1860
Neil de Medeiros Universidade Federal Fluminense (UFF), Volta Redonda, RJ, Brasil https://orcid.org/0000-0002-8686-9529

DOI:

https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v21.n56.5947

Keywords:

Crystallization kinetics, crystallinity, wear resistance, polypropylene, polymer

Abstract

The crystallization kinetics of polymers has a direct impact on their physical properties. To evaluate the correlation between the wear resistance of a polymer and its non-isothermal crystallization kinetics, differential scanning calorimetry (DSC) can be used, allowing the determination of the degree of crystallinity of the polymeric material under various cooling rates. Subsequently, through heat treatments it is possible to increase the polymer’s crystallinity and therefore improve its abrasion resistance, which can be measured by wear tests performed using a rubber-wheel-type abrasion tester. Thus, DSC tests were carried out on samples at different cooling rates, also verifying the isothermal analysis of the heat-treated samples, which showed an increase in the degree of crystallinity of the sample cooled in ice during treatment by 37.17% compared to the as-received sample. Hardness tests (Vickers) and wear tests were also performed, and it was observed that the ice-cooled sample exhibited greater hardness and wear resistance, unlike the air-cooled sample, which showed the lowest degree of crystallinity, resulting in lower wear resistance and lower hardness.

This study demonstrated that microstructural changes lead to an increase in the material’s crystallinity, establishing a correlation between the degree of crystallinity, heat treatments, and the wear resistance of polypropylene.

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Author Biographies

Raphael Silva, Universidade Federal Fluminense (UFF), Volta Redonda, RJ, Brasil

Graduado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal Fluminense (2017), Mestre em Processamento e Caracterização de Materiais pela mesma instituição (2024), e técnico em Metalmecânica pela Escola Técnica Pandiá Calógeras (2010). Atualmente é Gerente de Contas na empresa Tirreno (2024).

Neil de Medeiros , Universidade Federal Fluminense (UFF), Volta Redonda, RJ, Brasil

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2003), mestrado (2005) e doutorado (2008) em Engenharia Metalúrgica pela Universidade Federal Fluminense. Em seu mestrado, propôs aprimoramentos no modelamento de elementos combustíveis Angra-1 por meio do método dos elementos finitos com o objetivo de corrigir as suas frequências naturais. Em seu doutorado, trabalhou nos modelamentos analítico e numérico da técnica ECAP (Equal Channel Angular Pressing) de deformação plástica severa, utilizada para o refinamento microestrutural dos materiais processados e, por conseguinte, na melhoria de suas propriedades mecânicas. Atualmente, desenvolve modelos teóricos e numéricos para a descrição do acoplamento termomecânico decorrente de processos de conformação mecânica e também na indústria nuclear, como Professor do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta Redonda - Universidade Federal Fluminense (EEIMVR/UFF) e Professor Credenciado junto ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica (PPGEM) desta mesma Instituição de Ensino Superior.

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