Propriedades Dinâmicas

A borracha tem um comportamento viscoelástico. Isto significa que a resposta a uma tensão não tem uma resposta instantânea em temos de deformação. Este fenómeno está na origem das perdas por histerése.

Quando a borracha está sujeita a uma tensão de natureza dinâmica, esta pode decompor-se em duas componentes: uma componente elástica, que está em fase com a deformação e uma componente viscosa que está desfasada de um ângulo δ, chamado ângulo de perda. Por isso, a tensão aplicada é também chamada tensão composta. Na Figura 27 é mostrada uma representação da variação, no tempo, de tensões e deformações.

Fig. 27 – Componentes da tensão

Pode demonstrar-se que tan d é igual ao cociente da componente viscosa de tensão pela componente elástica:

e também:

Sendo:
E – Módulo de elasticidade composto;
E’ – Módulo de elasticidade, componente elástica;
E” – Módulo de elasticidade, componente viscosa;
G – Módulo ao corte composto;
G’ – Módulo ao corte, componente elástica;
G” – Módulo ao corte, componente viscosa.

Existem diferentes tipos de máquinas de ensaios. Nalguns tipos o provete á submetido a uma tensão de compressão sinusoidal, de amplitude constante, como a considerada na Figura 27. É o caso do ensaio segundo as normas ISO 4664-1 e ASTM D5992 (Veja-se Anexo A). O ensaio permite a determinação do módulo complexo G.

Noutras máquinas, o provete é submetido a uma tensão inicial, de compressão ou de corte, que provoca uma série de ciclos de amortecimento devidos à histerése. É o princípio de funcionamento do Oscilógrafo de Yerzley (ASTM D945-06) (Veja-se Anexo A), que se representa esquematicamente na Figura 28.

Fig. 28 – Oscilógrafo de Yerzley (Representação esquemática)

Noutros tipos de máquinas observa-se uma série de ciclos de amortecimento em torção (ISO 4664-2 – veja-se o Anexo A) (Figura 29). Estes ensaios permitem a determinação do módulo complexo G e de tan δ.

Fig. 29 – Ciclos de amortecimento em torção