Modelamento de equação para determinar densidade de amostras de polietileno a partir de índices de refração

Abstract

A geração de materiais poliméricos e a confiabilidade no processo de produção, da mesmo forma que para a manufatura de outros tipos de materiais, envolve o controle de qualidade dos produtos, que por sua vez utiliza de diversos parâmetros para avaliar se os produtos estão dentro das margens de especificação ou não. E para este trabalho, o material usado, o Polietileno, tem a densidade como um desses parâmetros de controle. Entretanto, métodos tradicionais para a aferição de densidade de polímeros como a aferição por Coluna de Gradiente de Densidades ou por Empuxo não são métodos rápidos de análise, esses métodos requerem um largo período de tempo para a execução e ainda assim se apoiam em precisão humana, e assim, como o processo de produção é, normalmente, contínuo, nessa margem de tempo para a aferição um material fora das especificações de qualidade pode ter sido produzido, desperdiçando assim tempo, energia e matéria prima. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo o estudo de um novo método para determinar os valores de densidade de amostras poliméricas (mais especificamente de Polietileno de Alta Densidade) mais rapidamente, baseado na equação de Lorentz – Lorenz e no índice de refração das amostras O trabalho utilizou da relação já existente entre densidade e índice de refração, proposta pela equação de Lorentz – Lorenz, e com isso, a partir de medidas de índice de refração (que são mais rápidas que os métodos de Coluna de Gradiente de Densidades e Empuxo), foi possível alcançar os valores para densidade das amostras. Para isso, a partir das análises de refratometria, foram desenvolvidos algoritmos em Python para extração de parâmetros de importância dos sinais e também algoritmos para a organização e plotagem dos dados. Assim, foi possível verificar o sentido físico dos dados e validar a coerência da relação em estudo. A partir dos dados coletados, foi possível determinar o índice de refração específico e então construir a equação. Com os resultados da equação em mãos, o trabalho evidenciou que essa relação entre índice de refração e densidade é verdadeira para os materiais avaliados, e considerando que as análises de densidades iniciais sejam feitas com bastante crivo, o método pode ser colocado em produção, o que auxiliaria o processo produtivo, evitando, assim, perdas substanciais