Plásticos de engenharia: Aplicações especiais orientam a criação de novos materiais

Plástico Moderno, Coletor de ar e duto para o lado quente do Alfa Romeo Giulia são feitos com PA Ultramid Endure

De próteses dentárias a peças para motores de automóveis. De embalagens flexíveis com características muito sofisticadas a peças da fuselagem de aviões. De materiais indicados para equipamentos médicos a próteses mais leves e de melhor absorção pelos pacientes. De itens para equipamentos agrícolas a partes de uma impressora 3D presente na estação espacial da NASA. O uso a cada dia mais intenso de materiais plásticos em situações há alguns anos inimagináveis impressiona.

O fenômeno se deve, em grande parte, aos trabalhos de pesquisa e desenvolvimento realizados pelos principais fornecedores de materiais especiais e de plásticos de engenharia, nomes como o da brasileira Braskem ou os dos grupos internacionais Solvay, Basf, Lanxess, UBE e Radici. Não raro, esses avanços são feitos para resolver demandas específicas e realizados em parceria com clientes e fornecedores de aditivos. O esforço vale a pena. Para cada nicho de mercado atendido, os lucros obtidos a partir dos investimentos em tecnologia são muito positivos.

No Brasil, o surgimento de novas aplicações tem compensado em parte a queda nas vendas desses polímeros ocorrida nos últimos anos por conta da crise econômica. Substituição de outros materiais à parte, para os fornecedores, de forma unânime, há a perspectiva otimista de que ocorra nos próximos meses o reaquecimento dos negócios, ainda que em bases tímidas. Ninguém arrisca números e todos torcem por um período de tranquilidade no clima político, para que surjam ventos favoráveis capazes de elevar a confiança dos empresários.

Nesse segmento de mercado, uma notícia de caráter mundial ganhou destaque em setembro. O Grupo Solvay acertou a venda de seus negócios de poliamida 6.6 para a Basf por € 1,6 bilhão. O negócio ainda depende de aprovação por parte dos órgãos regulatórios dos países envolvidos e tem previsão de ser completado até o terceiro trimestre de 2018. Até lá, o grupo Solvay continua sendo o responsável pela produção desta resina em todas as plantas que têm no mundo, inclusive a brasileira (veja mais detalhes sobre a transação no boxe). O grupo Solvay, a partir da concretização do negócio, irá se dedicar totalmente ao desenvolvimento de polímeros especiais.

No espaço – A colaboração da Braskem para esse nicho de mercado é a linha Utec, polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM), produto considerado de alto desempenho por combinar propriedades técnicas como leveza, excelente resistência ao desgaste por abrasão, altíssima resistência ao impacto e baixo coeficiente de atrito, o que o torna antiaderente e auto lubrificante. “É um produto quase totalmente inerte, resiste a enorme variedade de substâncias químicas”, acrescenta Nayara Floresta, gerente comercial de Utec.

Essas características fazem desse polímero excelente opção como revestimentos ou peças acabadas para diversos setores industriais, tais como indústria automobilística, mineração, papel e celulose, agrícola, naval e máquinas em geral. “Há outras aplicações, além de revestimentos, que já são exploradas em outros países, casos dos separadores de baterias, tubos para transporte de fluidos abrasivos, fios de alta resistência e outras”.

Entre os vários projetos feitos com o produto, um chama a atenção. O Utec foi utilizado pela Made in Space, empresa norte-americana fornecedora da NASA e voltada para o desenvolvimento de impressoras 3D que operem em gravidade zero. O material está presente em componentes de uma impressora 3D utilizada atualmente pelos astronautas na Estação Espacial Internacional para confeccionar peças de reposição e ferramentas usadas no dia a dia pelos astronautas.

As peças impressas em 3D são feitas com outro produto da Braskem, o Plástico Verde – polietileno obtido com etileno gerado pela desidratação do etanol de cana-de-açúcar. “O Utec foi escolhido para ser o material da base da impressora, por não se deformar quando fundido, além de ter uma boa aderência ao polietileno verde, evitando que a peça se desloque na base enquanto está sendo produzida”, explica a gerente.

Plástico Moderno, Savvides: especiais superam os plásticos de engenharia usuais
Savvides: especiais superam os plásticos de engenharia usuais

Foco nos especiais – O fornecimento de polímeros especiais se tornará em breve o principal foco de atuação do Grupo Solvay para esse mercado. Esses polímeros são voltados para aplicações que demandam elevada resistência mecânica, elétrica, térmica, química e baixa permeabilidade. “Eles são indicados sempre que esses requisitos não puderem ser atendidos pelos plásticos de engenharia”, explica Andreas Savvides, diretor de vendas e marketing da Solvay Specialty Polymers na América do Sul.

As principais famílias são as dos polímeros aromáticos, fluoropolímeros, fluoroelastômeros e polímeros de alta barreira. “Para eles existem centenas de aplicações em dezenas de mercados distintos. As principais, no mercado brasileiro, são automotivas, aeronáuticas, embalagens para alimentos, blister para medicamentos, bens de consumo e industriais, petróleo & gás”. Um material recém-lançado é o PVDF com resistência à temperatura elevada a 150ºC. Ele é indicado, por exemplo, para produção dos chamados risers-umbilicais, cabos enormes e ultrarresistentes utilizados na exploração e produção de petróleo. “Suas características o tornam a melhor solução disponível na indústria para utilização em ambientes do pré-sal”.

Existem várias apostas do grupo para aumentar sua participação no mercado nos próximos anos. Um exemplo na área de saúde é o PEEK, indicado para substituição de metais em implantes, estojos e instrumentação cirúrgica. Também podem ser mencionados os filmes semiacabados, destinados, principalmente, aos mercados industriais. Materiais cristalinos, casos do PPS e PPA, passaram a ser oferecidos recentemente com cargas de fibras longas, o que os torna mais resistentes e com melhor desempenho em várias aplicações automotivas e de bens de consumo.

Plástico Moderno, Caixa de materiais cirúrgicos feita de PEEK suporta as esterilizações
Caixa de materiais cirúrgicos feita de PEEK suporta as esterilizações

Na área de plásticos de engenharia, que continua a ser gerida pela empresa até a concretização do negócio com a Basf, foi lançada recentemente a nova poliamida Technyl REDx. De acordo com a empresa, ela é dotada com “molécula inteligente” e indicada para peças de alta exigência térmica, em especial para peças de motores automobilísticos de nova geração.

Enquanto isso… – “É muito cedo para comentar o que irá ocorrer. A assinatura do acordo de compra definitivo e vinculativo da Solvay e da Basf está sujeita à conclusão dos procedimentos sociais relevantes da Solvay”, ressalta Murilo Feltran, gerente de marketing de materiais de performance da Basf. Ele exemplifica ao lembrar que a lei francesa impede o vendedor de assumir compromisso definitivo antes do final da consulta dos seus órgãos representativos. “Um plano de integração detalhado será desenvolvido em uma fase de descoberta após o fechamento. Usaremos toda nossa experiência obtida com aquisições e integrações bem-sucedidas”.

Feltran lembra que a Solvay ocupa posição de liderança no mercado de plásticos de engenharia à base de poliamida e tem uma forte reputação com seus clientes, além de linhas de produção de última geração. “A aquisição asseguraria o fornecimento competitivo em longo prazo de nossa cadeia de valor de poliamida 6.6 com matérias-primas chave. Esta seria a base para intensificar ainda mais o desenvolvimento de novas e inovadoras aplicações além do nosso atual portfólio.”

Além de sua linha atual de poliamidas, reunidas na série de produtos com a marca Ultramid (poliamidas 6, 6.6, 6.10, 6/6.6 e PPA – poliftalamida), a Basf também comercializa, dentro do nicho de plásticos de engenharia, as linhas Ultradur (PBT, politereftalato de butileno), Ultraform (POM, poliacetal), Ultrason (PSU – Polissulfona –, PESU – Poli-éter-sulfona –, PPSU – Polifenilsulfona). Também dispõe de linha completa de poliuretanos termoplásticos, a Elastollan.

“São materiais de elevadas resistência mecânica e térmica e alta estabilidade dimensional, incluindo versões reforçadas e não reforçadas com fibra de vidro. Eles são indicados para os mais variados segmentos da economia, casos, por exemplo, da indústria automobilística, de bens de consumo, elétrica e eletrônica”. As poliamidas 6 e 6.6 e o PBT são os produtos da empresa mais procurados pelo mercado brasileiro.

Entre os lançamentos recentes, um é indicado para o mercado automotivo. Os polímeros da linha Ultramid Endure, com elevada resistência térmica, apresentam boa processabilidade e excelente resistência para linhas de solda. “A matéria-prima foi usada em duas novas aplicações no powertrain do Alfa Romeo Giulia 2017, no coletor de admissão de ar com intercooler integrado e no duto de ar do turbo do lado quente”.

Outra aplicação recente com os polímeros da Basf foi feita pela Valeo, fornecedora francesa de sistemas automotivos. Foi desenvolvido um modelo da coluna de direção com a carcaça e alavancas feitas com os plásticos de engenharia Ultramid e Ultradur. “O modelo é cerca de 20% mais leve do que o anterior e se beneficia de ótimo acabamento de superfície, boa resistência a raios UV e excelente desempenho mecânico”. O Grupo BMW usa o módulo da coluna de direção em seus veículos com tração traseira das séries 3 a 7.

Outra novidade é a possibilidade de inclusão nos polímeros de nova classe de retardantes de chamas para uso nas indústrias de eletroeletrônicos e engenharia elétrica. “O Ultramid B3U31G4 impressiona no teste de incandescência, possui boa mecânica e propriedades de processamento, sendo especialmente adequado para a fabricação de disjuntores altamente especializados para aplicações industriais e domésticas”.

Plástico Moderno, Ultramid com retardantes é indicado para produzir disjuntores
Ultramid com retardantes é indicado para produzir disjuntores

Pé na embreagem – No final do primeiro semestre, os caminhões Man, da Volkswagen, passaram a contar com os primeiros pedais de embreagem feitos totalmente em plástico em todo o mundo. O projeto foi desenvolvido a partir da parceria entre a filial brasileira da Lanxess, multinacional da indústria química, com apoio da filial alemã da empresa e da Boge, transformadora responsável pela fabricação da peça. Antes, esses pedais eram fabricados com almas metálicas recobertas com camada plástica. Para fabricar a peça, é utilizada o material de alta fluidez Durethan DKV 60 K 2.0 EF, poliamida 6 enriquecida com 60% de fibra de vidro.

Essa é apenas uma das aplicações disponibilizadas pela Lanxess, fornecedora da linha Durethan, formada por plásticos de engenharia a base de Poliamidas 6 e 6.6, e da linha Pocan, composta por PBT e blendas de PBT (PBT+PET, PBT+PC, PBT+ASA). Eles são muito utilizados pela indústria automotiva, em aplicações under the hood (coletores de admissão, tampa de válvulas, válvulas termostáticas, oil pan, etc), exteriores (maçanetas e retrovisores) e estruturais ou lightweight (front ends, pedais de embragem e freio, suportes de pedais, etc). “Nossos materiais também são utilizados na indústria de ferramentas elétricas e eletroeletrônica”, complementa Anderson Maróstica, gerente de desenvolvimento de novas aplicações e serviços técnicos da unidade High Performance Material.

Plástico Moderno, Maróstica: linha Durethan amplia aplicações industriais
Maróstica: linha Durethan amplia aplicações industriais

A grande maioria dos materiais vendidos no Brasil é produzida na planta da empresa localizada em Porto Feliz-SP. São importadas da Europa apenas algumas especialidades, cujo volume de venda, por ser baixo, não justifica produção local. A linha mais procurada por aqui é a Durethan B, a base de poliamida 6. “Somos o único fornecedor desse tipo de material no Brasil que possui cadeia integrada. Produzimos a caprolactama, material base da poliamida 6, e outros insumos”.

Maróstica destaca alguns lançamentos recentes. Um deles é o Durethan XF – Xtreme Flow, linha de material permite a incorporação de até 60% de fibra de vidro. Com a incorporação de 60% de fibra de vidro, é possível aumentar a resistência em torno de 30% e a rigidez em mais de 100%. “A fluidez em espiral do Durethan BKV60XF – PA6 com 60% de fibra de vidro é 18% superior a uma PA6 com 30% de fibra de vidro standard, a Durethan BKV30”. Também com 60% de fibra de vidro é oferecido o PA6.6 Durethan AKV60XF, material com alta rigidez e resistência. Ele suporta temperaturas de uso contínuo de 180ºC e picos de temperatura até 240ºC.

Outra linha de materiais que tem merecido a atenção da empresa é a de polímeros de engenharia para sopro de dutos automotivos, demanda do mercado resultante do lançamento de motores turbo. Esses motores necessitam de materiais com maior resistência térmica, flexibilidade, para suportar a vibração do motor, e/ou maior rigidez. Para esse tipo de aplicação a empresa conta com o Durethan BC550Z DUSXBL, PA6 de alta resistência ao impacto e flexibilidade, utilizado onde o requisito de temperatura de aplicação contínua é de até 160ºC – temperatura extremamente elevada para um material sem carga nenhuma. Nessa mesma linha ela oferece o Durethan AKV320Z H2.0 – PA6.6 com 20% de vidro, com maior rigidez e resistente a temperatura de aplicação contínua de até 200ºC e picos de 240ºC.

De acordo com Maróstica, é importante realçar o conceito de suporte técnico HiAnt adotado pela empresa. O cliente conta sobre sua necessidade e a empresa oferece total assistência no desenvolvimento do produto, a partir de estudos detalhados que preveem até análises estruturais e aconselhamento sobre adequações nos designs das peças.

Plástico Moderno, Hernandes: Filmes de PA criam embalagens de alta resistência
Hernandes: Filmes de PA criam embalagens de alta resistência

Embalagens – A japonesa UBE, empresa criada em 1985, no ramo de polímeros se especializou no fornecimento de diversas poliamidas, entre elas as mais procuradas no mercado nacional, PA6 e PA6.6. A empresa também é uma das principais fornecedoras mundiais da caprolactama, insumo utilizado na produção de poliamida 6.

Por aqui, a empresa se destaca com o fornecimento de copoliamidas para filmes flexíveis. “O material mais procurado é o náilon 5034B, devido à sua excelente processabilidade e às propriedades que confere aos filmes, como transparência, brilho, resistência à perfuração e média barreira a gases”, informa Daniel Hernandes, gerente de vendas de para a América Latina.

De acordo com Hernandes, este grade pode ser utilizado para produção de pouches, sacos, garrafas flexíveis, termoformados e termoencolhíveis, além de ser muito utilizado em outros segmentos, como o de monofilamentos. No caso das embalagens para alimentos, por exemplo, o material pode ser usado em filmes coextrudados nos quais a matéria prima pode ser combinada com polietileno ou EVOH, de acordo com as especificações desejadas.

“Um de nossos materiais mais novos no mercado é o 5033FD8, grade específico para o processo retort”, informa Hernandes. O material mantêm intactas as propriedades mecânicas e ópticas dos filmes mesmo os submetidos ao processo de autoclave (alta temperatura e umidade), característica que o torna adequado para embalagens de alimentos. “Este material é recomendado para palmitos, azeitonas, molhos, pet food, entre outros alimentos tradicionalmente enlatados que pouco a pouco ganham espaço nas prateleiras envasados em filmes flexíveis”.

Outro material destacado pelo gerente é o 6434B, indicado para filmes de embalagens de carne com osso. “Ele permite melhores propriedades finais ao produto envasado graças à maior taxa de encolhimento, gerando melhor percepção visual por parte dos consumidores finais, transparência e brilho, e menor taxa de perdas no momento do transporte devido a boa resistência mecânica contra possíveis perfurações”.

Outros nichos de mercado são atendidos. A empresa oferece grades específicos para filmes industriais e agrícolas e monofilamentos, como os fios de pesca e de corte de grama que requerem alta resistência e durabilidade. Também conta com clientes na área de tubos (de combustível, sistema de frenagem e outros), peças transformadas por injeção e sopro, em especial de garrafas de fertilizantes e reservatórios IBC.

Plástico Moderno, Baruque: Radici desenvolve resinas para substituir metais
Baruque: Radici desenvolve resinas para substituir metais

Motores, equipamentos agrícolas, embalagens… – As poliamidas são os polímeros de engenharia oferecidos ao mercado pelo grupo italiano Radici. Entre os produtos, as linhas Radilon (6, 6.6, 6.10, 6.12 e PPA), Raditer B (PBT), Heraform (POM) e Heraflex (TPE). “Os plásticos mais procurados no Brasil são os compostos de PA6 e PA6.6, utilizados em aplicações como coletores de admissão, coberturas de motor, calotas, maçanetas etc”, informa Luis Baruque, gerente de marketing e desenvolvimento. Vale lembrar: no ano passado, a Radici comprou a americana Invista Polymer Engineering Solutions, aquisição que faz parte da estratégia da companhia para consolidar e reforçar sua marca nos mercados americano e europeu.

Os produtos da empresa têm polímeros básicos importados, com a compostagem realizada em planta nacional instalada em Araçariguama-SP. Eles são indicados para a indústria automobilística, segmento elétrico e eletrônico, de construção civil e embalagens, entre outros. Uma das aplicações que tem recebido especial atenção da empresa é a de peças utilizadas em motores de automóveis que exigem elevada resistência mecânica e térmica. “Temos vários cases de substituição de metal por plástico, porém estão em andamento e não podemos citá-los por força de acordo de confidencialidade”.

O mercado de embalagens para alimentos representa 65% do faturamento atual da Krisoll, empresa com sede em Mauá-SP e fundada em 2002. Revendedora das linhas de poliamidas para extrusão da Basf, a empresa também produz compostos de engenharia, em especial os das famílias das poliamidas 6 e 6.6, ABS, poliacetais e policarbonatos. Também oferece produtos para tingimento de resinas plásticas e prestação de serviços de mão de obra de granulação.

Plástico Moderno, Poliamidas melhoram as propriedades dos filmes de uso agrícola
Poliamidas melhoram as propriedades dos filmes de uso agrícola

Seus produtos são indicados para o mercado automotivo, de máquinas e equipamentos industriais, máquinas agrícolas, eletroeletrônicos e construção civil. “As bases dos materiais em geral são importadas, porém todos os compostos são fabricados na nossa planta”, diz Alexandre Pastro Alves, gerente de desenvolvimento de mercado. O executivo explica que a empresa atua de forma “tailor made”, adequa o tipo de material necessário para a aplicação do cliente a partir de parâmetros de custo e qualidade compensadores.

Por motivo de confidencialidade, Alves não dá muitos detalhes sobre um projeto diferenciado no qual a empresa está participando. “O que podemos dizer é que é um desenvolvimento de material modificado para resistir ao impacto e às intempéries, para ser usado em colheitadeiras automáticas”.

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