Resistência ao Impacto

Definição

A resistência ao impacto é a capacidade de um material plástico absorver energia durante uma deformação rápida (impacto) sem fraturar. É uma propriedade crítica para aplicações sujeitas a choques, quedas, vibração ou cargas repentinas — como capacetes, para-choques, caixas de ferramentas, gabinetes de equipamentos e embalagens de transporte.

Os métodos de ensaio mais utilizados para plásticos são o Charpy (ASTM D6110 / ISO 179) e o Izod (ASTM D256 / ISO 180). Em ambos, um pêndulo de massa e comprimento conhecidos é solto de uma altura padronizada para golpear um corpo de prova (entalhado ou não). A energia absorvida na fratura é medida pela diferença de altura do pêndulo antes e depois do impacto. Os resultados são expressos em J/m (joules por metro de espessura do corpo de prova) ou kJ/m².

Na prática

A entalhagem do corpo de prova tem impacto enorme nos resultados. Corpos de prova entalhados (notched) simulam a presença de defeitos superficiais, cantos vivos ou riscos — concentradores de tensão que existem em peças reais. O ABS, por exemplo, tem resistência ao impacto Izod entalhado de 80 a 500 J/m, dependendo do grade — uma variação enorme que reflete a ampla gama de formulações disponíveis. O nylon PA66 seco tem Izod entalhado de 50 a 70 J/m, mas quando condicionado (com umidade absorvida) pode ultrapassar 1.000 J/m.

A temperatura é outro fator crítico. Muitos plásticos apresentam transição frágil-dúctil: abaixo de uma temperatura crítica, o impacto resulta em fratura frágil (quebra limpa, baixa absorção de energia). Acima dessa temperatura, a fratura é dúctil (deformação significativa antes da ruptura, alta absorção de energia). Para o PP homopolímero, essa transição ocorre próxima à temperatura ambiente — razão pela qual grades de PP copolímero (com borracha incorporada) são especificados para aplicações com exigência de desempenho ao impacto em baixas temperaturas.

Onde aparece

A resistência ao impacto é um critério de especificação presente em praticamente todos os segmentos que utilizam plásticos estruturais. No automotivo, para-choques (PP+EPR), calotas (ABS), carcaças de retrovisores e painéis internos são todos projetados com base em limites mínimos de resistência ao impacto. Em equipamentos de proteção individual (EPIs), capacetes de segurança utilizam ABS ou PEAD de alto impacto. Na embalagem, caixas plásticas de transporte em PP copolímero são selecionadas pela capacidade de sobreviver a quedas em temperatura ambiente e abaixo de zero.

Erros comuns

O erro mais comum é comparar valores de resistência ao impacto entre diferentes materiais sem verificar se os ensaios foram realizados com corpos de prova entalhados ou não entalhados. Um corpo de prova não entalhado pode apresentar resistência ao impacto 5 a 10 vezes maior que o mesmo material com entalhe normalizado — tornando inválida qualquer comparação entre dados de fontes diferentes sem essa verificação.

Outro equívoco frequente é especificar resistência ao impacto sem considerar a temperatura de operação. Materiais com excelente desempenho ao impacto em temperatura ambiente podem apresentar fratura frágil em ambientes refrigerados (galpões frios, câmaras frigoríficas, transporte em baixas temperaturas). A curva de transição frágil-dúctil deve sempre ser considerada no projeto.

Termos relacionados

• ABS — termoplástico de engenharia com excelente equilíbrio entre rigidez e resistência ao impacto
• Nylon — poliamida com resistência ao impacto muito sensível ao teor de umidade
• Polipropileno — copolímeros PP com borracha incorporada para aplicações de alto impacto