Avaliação da influência dos parâmetros de ensaio no índice de fluidez de termoplásticos

O presente trabalho teve como objectivos avaliar a influência de diversas grandezas e parâmetros de ensaio no índice de fluidez de termoplásticos e calcular a incerteza associada às determinações. Numa primeira fase, procedeu-se à identificação dos principais parâmetros que influenciam a determinação do índice de fluidez, tendo sido seleccionados a temperatura do plastómetro, o peso de carga, o diâmetro da fieira, o comprimento da medição, o tipo de corte e o número de provetes. Para avaliar a influência destes parâmetros na medição do índice de fluidez, optou-se pela realização de um planeamento de experiências, o qual foi dividido em três etapas. Para o tratamento dos resultados obtidos utilizou-se como ferramenta a análise de variância. Após a completa análise dos desenhos factoriais, verificou-se que os efeitos dos factores temperatura do plastómetro, peso de carga e diâmetro da fieira apresentam um importante significado estatístico na medição do índice de fluidez. Na segunda fase, procedeu-se ao cálculo da incerteza associada às medições. Para tal seleccionou-se um dos métodos mais usuais, referido no Guia para a Expressão da Incerteza da Medição, conhecido como método GUM, e pela utilização da abordagem “passo a passo”. Inicialmente, foi necessária a construção de um modelo matemático para a medição do índice de fluidez que relacionasse os diferentes parâmetros utilizados. Foi estudado o comportamento de cada um dos parâmetros através da utilização de duas funções, recorrendo-se novamente à análise de variância. Através da lei de propagação das incertezas foi possível determinar a incerteza padrão combinada,e após estimativa do número de graus de liberdade, foi possível determinar o valor do coeficiente de expansão. Finalmente determinou-se a incerteza expandida da medição, relativa à determinação do índice de fluidez em volume.

The present work had as main goals the evaluation of the influence of several variables and testing parameters in the flow index of thermoplastics and to determine the uncertainty associated to the measurements. Initially, we proceeded to the identification of the main parameters that influence the determination of the flow index. The temperature of the plastometer, the load weight, the diameter of the die, the length of the measurement, the type of cut and the number of samples have been selected. To evaluate the influence of these parameters in the measurement of the melt index, it was decided to carry out a design of experiments, which was divided into three steps. Results were analyzed using as a tool the analysis of variance. After a full analysis of factorial designs, it was found that the effects of factors temperature of the plastometer, load weight and diameter of the die showed an important statistical significance in the measurement of the flow index. After words we proceeded to the calculation of the measurement uncertainty. For this purpose, we selected one of the most common methods given in the “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement”, known as GUM, and the use of a “bottom-up” approach. Initially, it was necessary to build a mathematical model for measuring the melt index in order to relate the different parameters in use. The behavior of each of the parameters was studied through the use of two functions, and analysis of variance was again applied. Through the law of propagation of uncertainty it has been possible to determine the combined standard uncertainty and, after estimating the number of degrees of freedom, it was possible to determine the coverage factor. Finally the expanded uncertainty of the measurements, related to the determination of melt volume rate, was determined.