Capítulo 8 - Caracterização dos PUs
A caracterização de um material, através de testes padronizados, é uma forma de entender sua estrutura, quantificando as propriedades que deverá apresentar em suas aplicações. Os PU's podem ser formulados para a obtenção de materiais com diferentes propriedades como termoplásticos, termorrígidos e elastômeros, com estruturas celulares ou não. O seu desempenho se relaciona com características como propriedades físicas, físico-químicas e químicas.
8.1 - Propriedades físicas dos PU's
As propriedades físicas são aquelas que não envolvem qualquer modificação estrutural a nível molecular dos materiais. Dentre elas, incluem-se as propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e óticas. Essas características são avaliadas por métodos clássicos, muitas vezes empíricos, descritos em detalhes nas normas de cada país. As normas americanas, American Standards for Testing and Materials (ASTM) e britânicas, British Standards (BS), são bastante completas. As normas alemãs, preparadas pela Deutsche Institut für Normung (DIN), francesas, sob a responsabilidade de Association Francaise de Normalisation (AFNOR) e internacionais, a cargo da International Organization for Standardization (ISO), são também muito úteis. A caracterização dos produtos brasileiros é encontrada, em geral, obedecendo às normas ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) (Anexo 4).
8.1.1 - Condicionamento do material
As propriedades de diversos materiais mudam rapidamente imediatamente após a sua manufatura de forma que são necessários alguns dias até que estas mudanças tornem-se suficientemente lentas e a determinação das propriedades físicas dêem resultados reprodutíveis. As mudanças iniciais das propriedades, ou pós-cura dos PU'S, são aceleradas pela cura em temperaturas elevadas na faixa de 30 a 120oC. Como todos os materiais poliméricos, os PU'S exibem variações nas propriedades com as mudanças de temperatura, mesmo quando totalmente curados. Estas mudanças podem ser significativas se comparadas com as de materiais tradicionais como os metais, couro e madeira. Os polímeros, inclusive os PU'S, que contém grupos hidrofílicos, como grupos aminas e segmentos de polioxietileno, têm as suas ligações secundárias intermoleculares reduzidas, quando a quantidade de vapor d'água, presente na atmosfera, é alta.
As propriedades físicas variam significativamente com a umidade do ar e os corpos de prova devem ser previamente condicionados em atmosfera padronizada. A norma ISO 295 especifica as seguintes condições: Atmosfera normal padrão = 23ºC, 50% ± 5% de umidade relativa (U.R.) e 86 a 106 kPa de pressão atmosférica; Atmosfera tropical = 27ºC ± 3ºC, 65% ± 5% U.R. e 86 a 106 kPa de pressão atmosférica. O período de condicionamento pode variar de 12 h a 88 h dependendo do teste, sendo satisfatório o período, de condicionamento por 16 h antes do teste, para a maioria dos testes de rotina. Em geral, os ensaios físicos são conduzidos em condições idênticas às utilizadas para o condicionamento dos corpos de prova.
Quando este procedimento é difícil ou custoso é comum realizar o teste nas condições ambientais, imediatamente após a remoção dos corpos de prova da cabina de condicionamento. Este procedimento resulta em piora da reprodutibilidade, porém é satisfatório em alguns casos. Especialmente no caso das espumas flexíveis e dos elastômeros de PU, é melhor manter a umidade relativa de 50% ± 10% no laboratório de teste. A norma ASTM 3574 recomenda condicionar as espumas flexíveis por 12 h a 23ºC, e 50% ± 5% de umidade relativa (U.R.), antes do teste.