Dimensions of design elements

Os ensaios de resistência de selagem a quente foram feitos seguindo a ASTM F-88 [163]. Os filmes foram selados a quente em uma seladora da marca Brugger modelo HSG-C da empresa Itap Bemis Ltda. As condições de selagem foram: pressão de 38,7 psi, tempo de solda de 1 segundo utilizando mandíbulas lisas aquecidas, tanto a inferior como a superior, com dimensional de 150 x 10mm (largura x comprimento da solda). Foram utilizados cinco corpos de prova por amostra e escolhida àquela que melhor representava a média encontrada. Durante a selagem foi utilizado um filme de proteção de poliéster bi-orientado de espessura de 12m para evitar danos aos filmes principalmente nas temperaturas mais elevadas. O intervalo de temperatura no qual foram feitas as curvas de resistência de selagem foi de 90 a 150ºC.

Depois de feitas as selagens os filmes foram cortados na largura de 25,4mm o que resultou em um material com área de selagem de 10mm x

25,4mm. Na sequência estes foram tracionados na temperatura ambiente em dinamômetro da marca Instron modelo 3365 (pertencente à Itap Bemis Ltda.) na velocidade de 250mm/min. Os corpos de prova foram tracionados até o momento da ruptura da termo soldagem via delaminação ou quebra da solda. Os valores máximos de resistência de força de selagem com relação à temperatura foram coletados, permitindo-se desta forma as construções das curvas de resistência de selagem a quente dos filmes. A Figura 3.4 ilustra o processo de selagem seguido pelo modo de solicitação no qual a solda é avaliada.

Figura 3.4 - Representação esquemática do processo de soldagem ilustrando na sequência o modo de solicitação durante a medição da resistência de solda.

3.2.2 Propriedades mecânicas

3.2.2.1 Ensaios de tração x deformação

Ensaios de tensão x deformação foram conduzidos na temperatura ambiente em um dinamômetro da marca Instron modelo 3365 seguindo a ASTM D882-02 [164] na velocidade de ensaio de 500mm/min com distância de

separação entre garras de 50mm. Durante o experimento, uma garra é estacionária enquanto que a outra se afasta na taxa estipulada. A máquina mede continuamente a distância de separação entre as garras e a força exercida sobre elas enquanto o filme é estirado. O teste é finalizado quando as amostram rompem. Os corpos de prova foram cortados nas direções DM e DT com dimensão de 25,4mm (largura) x 254mm (comprimento). Foram utilizados cinco corpos de prova por amostra e escolhida àquela que melhor representava a média encontrada.

3.2.2.2 Resistência à perfuração

Os ensaios de resistência à perfuração foram conduzidos seguindo a ASTM F-1342 [165] em um dinamômetro da marca Instron modelo 3365 a temperatura ambiente. Este método utiliza uma taxa de penetração lenta onde o material em análise sofre tensões biaxiais medindo-se a carga e o alongamento até a falha. O ensaio consiste em prender uma amostra circular com diâmetro de 34,9mm entre dois suportes. Em seguida uma ponteira com diâmetro hemisférico de 3,2mm penetra a amostra perpendicularmente e no centro da superfície do filme em estudo a uma velocidade de ensaio de 50mm/min. Foram utilizados cinco corpos de prova por amostra e escolhida àquela que melhor representava a média encontrada. Os filmes foram deformado até o momento da ruptura/perfuração.

3.2.2.3 Ensaios de resistência ao rasgo

Os ensaios de resistência ao rasgo foram conduzidos seguindo a ASTM D 1938-06 [166] a temperatura ambiente. Os corpos de prova foram preparados com respeito às direções DM e DT com dimensional de 75mm de comprimento

por 25mm de largura. Na sequência foi feito um corte inicial de 50mm paralelo ao comprimento do corpo de prova e no meio do mesmo, conforme mostra a Figura 3.5. Uma vez preparados os corpos de prova estes foram tracionados em um dinamômetro da marca Instron modelo 3365 na velocidade de ensaio de 250min/min com distância de separação entre garras de 50mm. Foram utilizados cinco corpos de prova por amostra e escolhida àquela que melhor representava a média encontrada. Devido a esta configuração, este ensaio também é chamado de ensaio do rasgo da calça (“Trouser Test”). Desta maneira foram montadas curvas de resistência ao rasgo mostrando o comportamento força (N) x deslocamento (mm).

Figura 3.5 - Ensaio de Rasgo. (a) Representação do corte. (b) Representação de como a amostra é solicitada durante o ensaio.

3.2.3 Força de delaminação entre as camadas co-extrudadas

Esforços para avaliar a adesão intercamadas em filmes coextrusados são frequentemente prejudicados devido à dificuldade para iniciar a delaminação. Zhou [85] publicou um método para medir a eficiência de adesivos de co- extrusão (“tie layers”), onde a delaminação é favorecida pelo estiramento uniaxial na DM ou DT, como se fosse um ensaio de tensão x deformação, mas

o mesmo é finalizado antes da ruptura (ver Figura 3.6). Feito isto, a amostra estirada do filme poderá ser delaminada com mais facilidade através do auxílio de uma lâmina, visto que ocorre uma diminuição abrupta de sítios de contato promotores de aderência. Iniciada a delaminação, se delamina o corpo de prova até a região onde o filme está preso às garras do dinamômetro, região esta que não está deformada. Depois o corpo de prova é reposicionado nas garras do dinamômetro e inicia-se o ensaio propriamente dito conforme a ASTM D 1876 (T-Peel Test) [127] seguindo um ensaio de tração na velocidade de 100mm/min na temperatura ambiente. Desta forma calcula-se a força de delaminação e, por conseguinte a resistência de delaminação (G). Foram utilizados cinco corpos de prova por amostra e escolhida àquela que melhor representava a média encontrada.

Figura 3.6 - Representação esquemática de um filme estirado durante os diferentes estágios de um experimento de estiramento uniaxial para obtenção de amostras para ensaios de delaminação. A amostra é delaminada a partir da última posição, destacada em vermelho.