5.4.1 - Propriedades mecânicas da espumas rígidas

As propriedades mecânicas das espumas rígidas são dependente da densidade, da estrutura celular e do processo de fabricação. O esqueleto polimérico deve ser forte o suficiente para resistir às tensões. A aplicação de esforços externos deforma a estrutura celular, podendo conduzir ao colapso das células. A Tabela 5.6 mostra os valores típicos da resistência mecânica de uma espuma rígida de poliuretano (PUR)/polisocianurato (PIR) com 32 kg/m3 de densidade, segundo metodologias mostradas no Capítulo 8, para os ensaios de compressão, tensão, rasgo, etc.

Resistência à compressão - A resistência à compressão das espumas rígidas é importante para a maioria das aplicações. No ensaio (Capítulo 8) (ISO 844 - EN 826 - ASTM D162 - DIN 53421), uma amostra uniforme de dimensões padrões é comprimida a uma taxa de 10% e a tensão máxima suportada é determinada. Se o máximo da tensão de compressão é atingido antes de 10% de deformação, este será o valor considerado. Normalmente se utiliza o valor a 10% de deformação porque, a experiência mostra que, este valor é bem próximo do valor máximo de deformação. Em baixos níveis de tensão, nas temperaturas usuais de operação as espumas rígidas de poliuretano (PUR) e polisocianurato (PIR) exibem valores bastante baixos de "creep" (velocidade de variação da deformação com o tempo sob carga constante). É comum projetar o valor de suporte de carga de uma espuma rígida com um fator de segurança de 4 a 5 vezes o obtido na determinação da resistência à compressão.

Resistência à tração - Ao contrário do que ocorre na resistência à compressão no teste de resistência à tração (Capítulo 8) (ISO 1926 - EN 1607- ASTM D1623 - DIN 53430) existe uma separação das forcas coesivas. Todavia é impossível determinar, com reprodutibilidade, estas forcas coesivas, visto que cada corte, na estrutura celular do corpo de prova, representa um possível ponto de ruptura, resultando num grande espalhamento de resultados.

Resistência ao cisalhamento - A resistência ao cisalhamento é uma característica importante nas espumas rígidas de PU utilizadas como coração em estruturas tipo sanduíche, entre faces com tensão de ruptura relativamente alta. Com a deflecção destas estruturas tipo sanduíche o coração de espuma é submetido a esforço de cisalahmento. No teste (ISO 1922 - EN 12090 - ASTM C273 - DIN 53 427 e 52 294), o material é preso entre duas placas planas metálicas que se movem em direções paralelas e opostas. (Capítulo 8).

Resistência à flexão - A resistência à flexão (ISO 1209 - EN 12089 - ASTM D790 - DIN 53 423) (Capítulo 8) representa a tensão máxima desenvolvida na superfície de uma barra quando sujeita a dobramento, e aplica-se aos materiais rígidos, ou seja, aqueles que não vergam excessivamente sob ação de uma carga. No teste de flexão uma barra de dimensões padrões, de espuma rígida é apoiada pelas extremidades e no centro, e a seguir os apoios das extremidades movimentam-se a uma velocidade de 10 ± 2 mm por minuto, e a força correspondente a uma deflexão de 20 ± 2 mm é registrada. Se o corpo de prova quebra antes de defletir 20 mm, a força de deflexão na ruptura é então a registrada. Este teste é útil para comparações e controle de qualidade.

5.4.2 - Estabilidade dimensional das espumas rígidas