Nanocompósitos: Pesquisador investe nos NanoCompostos Enriquecidos com Argilas

Trabalho da Orbys é visto como Muito Promissor

Apostar em projetos tecnológicos desenvolvidos nas universidades é prática pouco comum no Brasil. Vez por outra, no entanto, aparecem investidores interessados em levar para o mercado o trabalho feito durante anos por abnegados pesquisadores.

Plástico Moderno, Eduardo Figueiredo, fundou a Orbys, Notícias - Pesquisador investe nos nanocompósitos
Eduardo Figueiredo procura novos parceiros na indústria

É o caso de Eduardo Figueiredo, que exerceu papel executivo em várias empresas durante muitos anos e, em 2003, resolveu partir para a realização do sonho de ter negócio próprio.

Depois de sondar alguns projetos de alta tecnologia, em 2005, Figueiredo fundou a Orbys.

A empresa firmou contrato de licenciamento para explorar comercialmente processos de fabricação com tecnologia coloidal de argilas nanoparticuladas e de nanocompósitos obtidos por meio da adição dessas nanopartículas de argila em polímeros à base de látex.

Eles foram desenvolvidos e patenteados pela equipe de Fernando Galembeck, professor titular do Instituto de Química da Universidade de Campinas (Unicamp/USP) e membro da Academia Brasileira de Ciências.

A Orbys nasceu dentro do Centro Incubador de Empresas Tecnológicas (Cietec), órgão criado, em 1998, por um convênio que envolve a Secretaria da Ciência, Tecnologia e Desenvolvimento Econômico do Estado de São Paulo, Serviço de Apoio a Micro e Pequena Empresa de São Paulo (Sebrae – SP), Universidade de São Paulo (USP), Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) e Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).

Ainda incubada, a empresa patrocina dois pesquisadores que trabalham nos laboratórios da Unicamp/USP e conta com laboratório próprio na cidade de São Paulo, mais precisamente no prédio do Cietec, localizado no interior do Ipen. “Já destinamos US$ 500 mil em recursos próprios para o projeto. As verbas que recebemos de órgãos de financiamento oficiais não chegam a 15% do total que investimos”, informa Figueiredo.

O projeto prevê mudança para sede própria em dois ou três anos. Para que isso ocorra, espera-se o retorno financeiro dos produtos resultantes de trabalhos de pesquisa e desenvolvimento que a empresa está realizando em parceria com seis indústrias, atualmente.

Os nomes dos parceiros são mantidos em sigilo. Sabe-se que três são ligados à produção de borrachas, dois pertencem ao segmento de adesivos e um atua no campo das cargas de fibra de vidro. “Nossa idéia é aumentar o número de empresas parceiras”, diz.

De acordo com o interesse do mercado, a Orbys pode atuar de formas diferentes no futuro.

A primeira é como fornecedora dos processos de fabricação.

Caso a demanda venha a ser compensadora, pode vir a montar linha de produção de insumos baseados em nanopartículas de argilas para a indústria de adesivos.

Como a montagem de linhas de produção de nanocompósitos exige investimentos muito elevados, a empresa, nesse campo, pode optar pela parceria com fabricantes de polímeros. “A força das produtoras de polímeros permite introduzir o produto no mercado com maior rapidez”, explica Figueiredo.

Argilas: Vários materiais podem ser aproveitados como cargas de polímeros para a obtenção de nanocompósitos.

Entre eles, os nanotubos de carbono apresentam propriedades excepcionais para determinadas aplicações.

Os nanotubos, porém, têm contra si o fato de serem produzidos em pequena escala industrial e de ter preços proibitivos, por ora.

A adição de nanopartículas de prata, cobre e zinco aos plásticos é realidade. Essas substâncias proporcionam excelentes propriedades antimicrobianas aos compostos.

Hoje, no entanto, as argilas são os materiais mais aproveitados como nano cargas.

Os polímeros enriquecidos com argila apresentam boas propriedades mecânicas e de resistência térmica e à chama, além de impermeabilidade a gases, umidade e hidrocarbonetos.

Além disso, permitem a produção de compostos com menor quantidade de carga.

Enquanto para fazer um compósito com as cargas tradicionais devem ser adicionados volumes em torno dos 30% do peso final do produto, um composto nanométrico pode ser obtido com a adição de 5% a 6% do peso em partículas. Isso os torna mais leves e fáceis de moldar. A menor presença de cargas também facilita a operação de reciclagem.

Em 2005, o consumo mundial de nanocompostos enriquecidos com argilas atingiu de 11,3 mil toneladas, volume que gerou negócios na casa dos US$ 90 milhões.

Projeções da BCC Research apontam que, em 2006, estes números devem ter crescido para aproximadamente 14,7 mil toneladas e US$ 111 milhões. Para 2011, a estimativa é de chegar a 71,2 mil toneladas, avaliadas em US$ 393 milhões.

As argilas são materiais naturais formados quimicamente por silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio e constituídos por partículas cristalinas de um número restrito de minerais conhecidos como argilominerais.

Uma argila qualquer pode ser composta por um único argilomineral ou por uma mistura de vários deles. As argilas podem conter ainda matéria orgânica, sais solúveis, partículas de quartzo, pirita, calcita, dolomita e outros minerais residuais e minerais amorfos.

Um dos desafios na preparação de nanocompósitos é a escolha da argila.

Entre elas, aparece com destaque as que contêm em sua composição a montmorilonita, substância que tem se mostrado bastante adequada para a operação. Uma vez escolhida, a argila precisa ser purificada e, dependendo do caso, modificada quimicamente para se tornar compatível com os polímeros aos quais será adicionada.

Hoje, existem diferentes processos de incorporação das argilas aos polímeros.

Um deles, bastante conhecido, é o de misturar a argila modificada com o monômero e depois realizar a polimerização.

Por enquanto, o método tem sido mais usado para a produção de nanocompósitos baseados em poliamida, poliéster, epóxi e termorrígidos.

Outra maneira já bem difundida de realizar a operação é misturar, no estado fundido, o polímero, a argila e uma substância compatibilizante.

Essa mistura depois é extrudada, gerando o nanocompósito.

A técnica tem sido utilizada em resinas como poliestireno, polipropileno, polietileno, PET e poliamida. A técnica coloidal patenteada pela Unicamp/USP e aproveitada pela Orbys é alternativa por enquanto ainda pouco explorada. “Sei que nos Estados Unidos também existe processo similar. No Brasil, a patente obtida pela Unicamp é a única do gênero registrada no INPI (Instituto Nacional de Patentes Industriais)”, informa Figueiredo.

O método se baseia na preparação das nanopartículas de montmorilonita e de sua incorporação nos polímeros com base na dissolução no meio aquoso. Para melhorar o desempenho dos compostos, as argilas devem ser incorporadas com o formato de lamelas com dimensões em escala de nano. Essas lamelas atuam como reforços estruturais, que aderem fortemente aos polímeros (ver esquema na pág. 94). “A tecnologia apresenta vantagens sobre outras técnicas de obtenção de nanocompósitos e nanopartículas, pois não se utiliza de reações químicas e não é feita em regimes de elevadas temperaturas e pressão”, garante Figueiredo. Além disso, permite o uso de argilas encontradas em abundância no território nacional. “Os outros métodos aproveitam argilas importadas”, diz o empresário.

Esquema de Nanocompósitos Poliméricos Plástico Moderno, Notícias - Pesquisador investe nos nanocompósitos

A técnica coloidal pode ser utilizada para enriquecer borracha natural (NR), borracha nitrílica (NBR), borracha de estireno-butadieno (SBR), acetato de polivinila (PVA), poliestireno (PS), acrilonitrila-butadieno estireno (ABS) e materiais acrílicos (acrilato de metila e acrilato de etila).

As vantagens no desempenho desses materiais são significativas. Os produtos ganham melhores propriedades mecânicas, como melhor rendimento no módulo de elasticidade, tensão e alongamento de ruptura, além de maior resistência térmica e maior condutividade elétrica. Também exibem ganhos da ordem de 25% a 40% na propriedade de barreira a gases em relação aos polímeros puros. Os nanocompostos obtidos pela técnica coloidal são indicados para as indústrias de adesivos, embalagens, calçados, artigos esportivos, produtos de uso medicinal, coatings, aditivos para concreto, brinquedos e autopeças.

Campo promissor

O campo de trabalho da Orbys é visto como muito promissor.

Os compostos poliméricos vêm sendo comercializados desde o início dos anos 90, quando a Toyota desenvolveu em seus laboratórios, no Japão, um nanocompósito de poliamida e argila, cuja primeira aplicação se deu na confecção de autopeças para o modelo Toyota Camry.

O consumo global de nanocompósitos vem crescendo rapidamente, sendo avaliado em 2005, segundo estudos da BCC Research, em US$ 252 milhões, com estimativas de atingir US$ 857 milhões até 2011.

De acordo com pesquisa feita pela Freedonia Group, estima-se que a demanda por esses tipos de compostos deve aumentar a uma média anual de 29% até 2020.

A maioria dos trabalhos de pesquisa e desenvolvimento envolvidos no tema está focada na indústria automobilística e de embalagens.

No setor de plásticos, as grandes empresas da área química se encontram entre as que mais investem no desenvolvimento de novos produtos, apostando na obtenção de patentes com potencial de mercado satisfatório, a fim de agregar valor às commodities.

Grupos como Basell, Lanxess e Basf já disponibilizam resinas enriquecidas com nanopartículas.

A DuPont promete lançar, ainda em 2007, produtos com essas características.

No Brasil, Braskem e Suzano Petroquímica saíram na frente e lançaram produtos do gênero no ano passado.

É esperado um número crescente de lançamentos ao longo dos próximos meses.

 

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