Propriedades térmicas e outras

O polipropileno tem um elevado ponto de fusão e, por isso, mantém uma excelente resistência mecânica mesmo a altas temperaturas. Devido à distribuição de tamanho dos cristais, os materiais poliméricos não apresentam uma temperatura única de fusão, mas um intervalo de temperaturas. Geralmente é considerada como temperatura de fusão a temperatura na qual o último cristal é fundido. O intervalo de temperaturas de fusão de um homopolímero vai de 165 °C até 175 °C.
Uma propriedade importante para avaliar a sensibilidade do material às variações térmicas é a temperatura de distorção (HDT), que é a temperatura à qual uma barra de 5 x 1/2 x 1/4 polegadas deflete 0,01 polegadas sob uma carga localizada de 66 ou 264 psi (ASTM D648). Esta medição só serve para realizar um controle de qualidade sobre diferentes lotes do produto e não poder ser considerada para prever o comportamento de um material a altas temperaturas. Este parâmetro permite diferençar aqueles materiais que perdem sua rigidez acima de um estreito intervalo de temperaturas (HDPE) de aqueles que podem sustentar cargas leves a altas temperaturas.

1 Volume específico

O volume específico do polipropileno é função da pressão e da temperatura. Deve-se aclarar que o volume específico é o inverso da densidade. Existem equações de estado que predizem com muita precisão o comportamento PVT do polipropileno acima da temperatura de fusão. A equação mais utilizada é a de Spencer e Gilmore:: (P+1600)(V-0.620)=2*T, onde P é a pressão em atmosferas, V é o volume especifico em cm³/gr, e T é a temperatura de fundição em graus Kelvin.
Esta equação é muito útil para prever mudanças no volume específico do material no caso de mudanças de pressão e temperatura para a fundição de PP. Embaixo da temperatura de fusão, o volume específico (densidade) não é determinado exclusivamente pela pressão e pela temperatura. Os fatores que afetam o grau de cristalinidade média do material (velocidade de esfriamento, condições de fluxo, etc.) alteram o volume específico e, em consequência, a densidade dos materiais semicristalinos embaixo da temperatura de fusão não dependerá somente da pressão e da temperatura.

2 Resistência ao meio ambiente

O PP tem excelentes propriedades mecânicas a altas temperaturas; no entanto, para aproveitar essas vantagens, é necessário proteger o material da degradação produzida pela oxidação, tanto na transformação quanto no transcurso da vida útil do produto elaborado.

Durante a transformação, o material está sujeito a altas temperaturas e, na presença de oxigênio, ocorre uma reação de oxidação que degrada o material. O nível de degradação manifestado com um aumento do índice de fluência aumenta com a temperatura. Existe também uma degradação a longo prazo que afeta essencialmente a superfície do material, fazendo com que seja mais quebradiça e provocando falhas mecânicas.
Para minimizar estas reações de degradação, durante a fabricação dos materiais CUYOLEN e CUYOTEC, dois tipos de estabilizadores são adicionados: um deles atua durante a transformação e o outro melhora a resistência ao envelhecimento a longo prazo.

Com os graus Cuyolen e Cuyotec, não haverá problemas em condições normais de transformação, porém, pode haver dificuldades se o material for mantido à temperatura de processamento por um tempo excessivo, por exemplo, durante uma parada das máquinas.
Quando o polipropileno é exposto continuamente ao ar livre, igual que outras poliolefinas, deve ser estabilizado com luz ultravioleta. As exposições à luz solar causam uma deterioração gradual na aparência da superfície. A velocidade de degradação aumenta com o incremento da intensidade da radiação UV e da temperatura do material durante a irradiação. Os dois fatores variam com a latitude, altitude e as estações do ano. A chuva afeta a velocidade de degradação porque lava alguns tipos de estabilizadores da superfície, ficando vulnerável ao efeito dos raios ultravioletas.

3 Propriedades elétricas

Em aplicações tais como produção de terminais, conectores, interruptores ou invólucros de cabos, devem ser avaliadas as propriedades elétricas dos produtos Cuyolen e Cuyotec, para que atuem como um bom isolante térmico.
A seguir são descritas as condições básicas que deve atender:

Rigidez dielétrica:
A rigidez dielétrica de um material isolante é definida como o valor mínimo de voltagem que se aplicará no material isolante, necessário para que ocorra sua ruptura.
O valor da rigidez dielétrica característica do PP é de 140 Kv/mm, segundo a norma IEC 243.

Constante dielétrica:
A constante dielétrica (permitividade) é a capacidade que apresenta um material isolante de armazenar energia elétrica.
O valor de permitividade elétrica medida para o PP é de 2,3 a 1 Mhz, de acordo com a norma IEC 250.

Fator de dissipação:
É uma medida que indica a quantidade de energia dissipada pelo isolante quando é aplicada uma determinada voltagem.
O valor do fator de dissipação medido para o PP é de 2 10-4 a 1 Mhz, segundo a norma IEC 250.

Resistência elétrica:
A principal característica de um material isolante é sua capacidade de resistir à circulação de uma corrente elétrica.
São definidos dois tipos de resistividade elétrica: volumétrica e superficial.
A resistividade volumétrica é a resistência à passagem de corrente através do corpo do material isolante.
Sua unidade de medida é ohm.m. O valor de resistividade elétrica volumétrica medido para Cuyolen é de 1014 ohm.m, de acordo com a norma IEC 93.
A resistividade superficial é a resistência à passagem de corrente através da superfície do material isolante.
Sua unidade de medida é ohm.
O valor de resistividade elétrica superficial medido para o PP é de 1014 ohm, segundo a norma IEC 93.

4 Inflamabilidade

As propriedades térmicas típicas tanto do polipropileno matéria-prima quanto dos produtos terminados são as seguintes:

Temperatura de amolecimento: (BS2782: Parte 1 Método 120A, ISO R306): 147-148 °C
Ponto de fusão cristalino: 155-175 °C
Temperatura de autoignição: (ASTM D 1929): ca. 375°
Poder calorífico: 46 KJ/g (11.000 cal/g)
Calor específico: 1,93 KJ/Kg (0,46 cal/g)
Condutividade térmica: 0,21 W/m K (5x10-4 cal/seg cm °C)
Índice de oxigênio: (BS 2782: Parte 1 Método 141, ISO 4589, ASTM D 2863): 17,4 - 18%
Velocidade de queima horizontal: 18-25 mm/mi