AGENTES EXPANSORES
RESINAS DESCOBREM BENEFÍCIOS

Uso de expansores permite reduzir consumo de materiais e obter melhor acabamento das peças transformadas

Rose de Moraes

Cresce o número de aplicações dos plásticos expandidos

Novos segmentos descobrem a cada dia inúmeros benefícios associados às aplicações de agentes expansores em resinas. Bem conhecidos em setores do PVC flexível, onde são utilizados na produção de laminados para calçados e para atender ao setor automotivo, também são empregados na produção de bandejas de PS, e, em setores do PVC rígido, bem como em áreas do PE, PEAD, PP e dos plásticos de engenharia, em processos mais cuidadosos e complexos de injeção, sopro e extrusão. 

Formulados à base de azodicarbonamida (ADC) e de combinações entre carbonatos inorgânicos, ácidos policarbônicos, citratos, ácido cítrico, etc., esses compostos químicos, produzidos em pós, masterbatches, em pellets e micro-pellets e também na forma líquida, se decompõem sob aquecimento e pressão, gerando gases que expandem os materiais, oferecendo nova estrutura celular aos plásticos.

Líder na produção de expansores à base de ADC, composto formado pela reação entre hidrato de hidrazina e uréia, fornecidos para o mercado brasileiro com mais de 50% de participação, a Bayer fabrica esses produtos localmente por intermédio de contrato de toll manufacturing firmado com a Inbra. “Desde 1998, optamos pela fabricação nacional, fornecendo todas as matérias-primas, como forma de oferecer vantagens para os processadores locais”, afirmou Alejandro Gesswein, diretor de marketing da Bayer para os mercados de químicos de performance e aditivos para polímeros.	Cuca Jorge
	Gesswein: construção civil amplia a demanda

De acordo com as avaliações do diretor, o consumo total de expansores no Brasil estaria hoje se aproximando de 2 mil toneladas/ano. Esses volumes estariam distribuídos por quatro grandes mercados. O mercado do PVC consumiria 40% desse total, enquanto o PP e o PE levariam 25%, cabendo às borrachas 20% e ao EVA 10%, além de 5% a outros segmentos. As indústrias de calçados, laminados e espalmados seriam as maiores consumidoras de expansores. Porém, segundo assinalou, há boas perspectivas de crescimento a partir de novas aplicações associadas às moldagens por extrusão do PVC expandido, feitas para atender ao setor da construção civil e que deverão envolver rodapés, calhas empregadas em coberturas, e perfis em geral. O ABS e as poliamidas injetados e expandidos também estariam no foco dos novos desenvolvimentos, segundo antecipou. No primeiro caso, as aplicações estariam sendo canalizadas aos componentes de computadores e, no segundo, às maçanetas de portas de veículos do setor automotivo.

Cuca Jorge	Segundo o coordenador técnico da área de químicos de performance da Bayer Carlos Dizioli, a ADC ao ser processada se decompõe totalmente, liberando gás carbônico, nitrogênio, dióxido de carbono, monóxido de carbono, vapores d’água e amônia, podendo ser formulada ou aditivada para se adaptar às várias temperaturas de trabalho das injetoras e extrusoras. A decomposição da ADC se inicia aos 140°C, mas é finalizada integralmente sob temperaturas entre 205 e 215°C, gerando 220 ml de gases por grama.
Dizioli: kickers baixam ponto de decomposição

Mas se forem solicitadas temperaturas mais baixas de trabalho, é possível adicionar aditivos, do tipo kickers (aceleradores de decomposição), conseguindo-se baixar a temperatura de decomposição para 130°C.

Leveza e produtividade – “A estrutura celular, formada por partes sólidas e gás, modifica as propriedades do produto final, gerando muitas vantagens, como reduções de densidade e peso, aumento de espessura, isolamentos térmico, dielétrico e acústico, além de produzir efeitos perolados, imitação de madeira, etc. na superfície dos produtos, e promover reduções na viscosidade que irão melhorar o processamento e aumentar a produtividade”, definiu a engenheira Liliana Rubio, responsável técnica pela área de masterbatches de aditivos da Clariant para a América Latina.

Existem muitas áreas onde os expansores já foram introduzidos, comprovando a viabilidade das aplicações. A diversidade é grande, sendo observada em sistemas de extrusão, injeção, sopro e até em moldagens rotacionais.	Cuca Jorge
	Liliana: mudança estrutural gera vantagens

Em processos de extrusão, os expansores são empregados em molduras para quadros, em fitas decorativas em PP, bandejas de PS, tubos de PVC e PEAD. A presença desses compostos na produção de fios e cabos em PEBD por extrusão promove, de acordo com técnicos do setor, reduções no peso que chegam a 30% e melhoram as características dielétricas de condutividade. 

Nas moldagens por sopro, os expansores entram na fabricação de frascos e embalagens em PEAD e PP. Em moldagens rotacionais, já estão presentes em caixas d’água e peças técnicas. Entre as aplicações mais recentes, destacam-se vários injetados, como maçanetas de portas de veículos em poliamida, caixas d’água em PEAD e peças técnicas em ABS ou PP.

Para se ter idéia das melhorias já alcançadas com expansores, um dos projetos executados sob a responsabilidade da Clariant, e voltado à fabricação de braçadeiras em PET para fornos de fogões de uso doméstico, resultou em ganho de produtividade de 19%, tendo-se reduzido na mesma proporção o ciclo de injeção, e promovido uma redução no peso de 11%, cuja conseqüência maior foi diminuir em 8% o custo final da peça.

Os compostos químicos desenvolvidos pela Clariant são concebidos com diferentes bases químicas, segundo o tipo de aplicação, e atendem a parâmetros muito importantes de temperatura de ativação, tamanho das células, ou quantidade de gás produzido. “Não há agentes expansores universais, para todas as aplicações, porque muitos parâmetros serão avaliados para se definir o critério de seleção, visando atender ao mercado ou aplicação específica, como o tipo de polímero, as condições de processamento e as expectativas do próprio cliente em relação às propriedades desejadas para o produto final, como redução da densidade, tamanho das células e aparência superficial”, completou Liliana.

Em maio deste ano, porém, a Clariant promoveu o lançamento da linha de masterbatches de agentes expansores em micropellets, em diâmetros de 1,2mm, enquanto os pellets tradicionais apresentam dimensões entre 2,5mm a 3,0mm de diâmetro. Os novos masterbatches, concebidos para aplicações em poliolefinas, PVC e resinas estirênicas, incluindo fórmulas endotérmicas e exotérmicas, além de misturas entre as duas classes, formando blendas, podem ser processados em faixas de temperatura de 150°C a 240°C.

No rol dos mais recentes desenvolvimentos em curso pela Clariant nas unidades de masterbatches da Alemanha e dos Estados Unidos, destaca-se o emprego de expansores em compostos contendo fibras de madeira. “Conhecidos por agrofibras, esses produtos expandidos são empregados na construção civil, mobiliário, transportes, infraestrutura e constituem uma das principais novidades no setor, com crescimento projetado em 200% até o ano 2005”, afirmou Liliana. Para essas aplicações, a empresa desenvolve uma gama de produtos para PE, PP, PS, ABS, SAN e PVC.

Células não uniformes, segundo lembrou Sandro Garboni, assistente técnico da área de masterbatches da Clariant, podem constituir um grave problema quando não se faz uso do expansor adequado ao tipo de aplicação, podendo gerar fraturas nas peças devidas à má distribuição de massa. Marcas de afundamento (rechupes) e deformações também ocorrem em peças moldadas por injeção porque o esfriamento na superfície e no interior da peça ocorreu em diferentes graus. “Os plásticos se contraem ao se solidificar. As superfícies externas das peças moldadas por injeção são esfriadas e solidificadas assim que o plástico entra em contato com o molde, mas a parte interna é esfriada e solidificada mais lentamente. Se as taxas de solidificação e esfriamento forem mantidas nos mesmos níveis, o plástico irá se contrair de maneira uniforme e a peça manterá a forma do molde. Se isso não ocorrer, agentes expansores devem ser empregados, gerando gás que irá formar uma estrutura celular de espuma nas seções de esfriamento mais lento e mais espessas das peças. A espuma inibirá a contração, oferecendo benefícios adicionais de redução de peso e economia de materiais” , explicou.

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