Na ciência dos materiais, rigidez e tenacidade são frequentemente vistas como propriedades opostas — equilibrá-las é um desafio em plásticos de engenharia.
Rigidez é a capacidade de um material resistir à deformação sob carga. Medida pelo módulo de elasticidade (módulo de Young).
Maior módulo = maior rigidez. O policarbonato (PC), por exemplo, é muito rígido e difícil de dobrar.
Tenacidade é a capacidade de absorver energia e deformar-se sem quebrar.
O polioximetileno (POM), por exemplo, é tenaz e pode absorver impactos sem fraturar.
Normalmente, ao aumentar a rigidez, perde-se tenacidade, e o inverso também é verdadeiro.
Fibras de vidro aumentam a rigidez, mas tornam o material mais frágil.
Plastificantes melhoram a tenacidade aumentando a flexibilidade, mas reduzem a rigidez.
Alguns plásticos avançados combinam as duas propriedades por meio de design molecular e controle de processamento.
Por exemplo, nylons de alta performance podem ser otimizados com orientação e cristalinidade específicas para ter boa rigidez e tenacidade.
O PEEK (poliéter éter cetona) tem grupos éter (-O-) e cetona (-CO-) interligados a anéis aromáticos.
Os anéis aromáticos oferecem rigidez.
Os grupos éter e cetona permitem alguma flexibilidade, absorvendo energia durante impactos.
A alta regularidade das cadeias moleculares permite elevada cristalinidade, o que melhora a rigidez.
As regiões amorfas dão flexibilidade e evitam fraturas rápidas.
Temperatura de transição vítrea (Tg): ~143 °C
Ponto de fusão: ~334 °C
Excelente estabilidade dimensional e resistência térmica
Alto módulo elástico = alta rigidez
Boa elongação e resistência ao impacto = boa tenacidade
Graças a essas propriedades, o PEEK é amplamente utilizado na aeronáutica, medicina e indústria automotiva:
Aeronáutica: Resiste a altas temperaturas e vibrações.
Medicina: Ideal para próteses articulares que suportam impactos e pressão corporal.
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