ASTM D3835: Extrusão de poliéter éter cetona pura e reforçada com carbono (PEEK)

Devido à sua excelente resistência química e propriedades mecânicas em altas temperaturas (até 400º C para classes reforçadas), a Poliéter éter cetona (PEEK) é amplamente utilizada nas indústrias aeroespacial, automotiva e médica. Além de representar uma combinação superior de resistência, flexibilidade, resistência química e facilidade de processamento, o PEEK pode ainda proporcionar propriedades mecânicas e térmicas excepcionais quando reforçado com cargas como vidro ou fibras de carbono. A extrusão de PEEK é de maior interesse pelas razões acima mencionadas.

Testamos PEEK não reforçado (PEEK puro) e PEEK reforçado com fibra de carbono (C/PEEK) em um Reômetro Capilar CEAST para entender suas características de fluxo. Utilizamos três capilares de cabeça plana com relações comprimento/diâmetro de 5, 20 e 30 para testar PEEK puro e C/PEEK a 400ºC. O tempo de pré-aquecimento foi ajustado para 6 minutos em conformidade com ASTM D3835 e o material foi carregado a uma força constante de 1000 N. Testes foram realizados para compreender a janela de processamento para C/PEEK e obter valores de viscosidade nas respectivas taxas de cisalhamento.

Observa-se que o PEEK puro é representativo do comportamento do polímero a granel e mostra dependência da viscosidade na taxa de cisalhamento. O C/PEEK, por outro lado, não é tão sensível ao cisalhamento, possivelmente devido à menor mobilidade das cadeias poliméricas na interação fibra-polímero. Notamos também um aumento de viscosidade após maiores tempos de permanência do material no corpo do reômetro.

Para materiais preenchidos como C/PEEK, matrizes de entrada cônicas podem ajudar a alcançar um fluxo homogêneo devido a uma convergência mais limpa do fundido em um capilar em comparação com matrizes de cabeça plana. As matrizes de entrada cônicas não apenas ajudarão em um fluxo mais estável e contínuo, mas também facilitarão o processo de limpeza pós-teste.