Polímeros de Engenharia

Plástico Moderno - Polímeros de Engenharia

Os materiais plásticos estão presentes no nosso dia-a-dia há muito tempo. Eles definitivamente conquistaram o seu lugar no mercado e estão longe de deixar este posto. São materiais que suprem muitas das nossas necessidades e, além disso, nos proporcionam praticidade e inovação únicas. Com o avanço constante das tecnologias e novidades no mercado produtos finais, foi necessária a criação de materiais que pudessem realizar ou suprir, pelo menos, em boa parte essas ideias e demandas. Não é à toa que os polímeros de engenharia, em especial, atendem muito bem essas necessidades e permitem que esses avanços aconteçam.

Plástico Moderno - Camila-Falcari-Dias
Camila Falcari Dias, técnica em plásticos, e aluna do curso de Analista Técnico de Processo de Injeção da Escola LF (https://escolalf.com.br)

Escolhê-los adequadamente para uma aplicação vai além de se obter algum tipo de vantagem econômica. Tê-los como opção é prezar pelo bom desempenho, garantia de qualidade, segurança de pessoas e até mesmo como uma forma de proteção para o meio ambiente. Para um breve exemplo, há cerca de dois anos, a mídia noticiou que os caminhões MAN, da Volkswagen, passaram a ter embreagens fabricadas totalmente de plástico no início de 2017. Antes eram feitas somente com almas metálicas e apenas recobertas com camadas plásticas. Isso só foi possível porque esses materiais apresentam propriedades que são capazes de substituir um metal, como, por exemplo, a poliamida (mais conhecida como Nylon, antiga marca da DuPont), que suportam boas exigências mecânicas, térmicas e químicas, entre várias outras.

As áreas de aplicações dos plásticos de engenharia são muito variadas, abrangendo a indústria automobilística, aparelhos eletrônicos, eletrodomésticos, embalagens, indústria alimentícia, indústria têxtil, cosméticos e hospitais. No ramo automobilístico, materiais de engenharia permitem aos desenvolvedores de produtos criar designs complexos para as peças apresentarem grande desempenho. Para os eletrônicos e eletrodomésticos, além de exigirem uma boa resistência térmica, as peças feitas com esses polímeros também permitem a concepção de um design que acaba chamando muito a atenção do consumidor. Por sua vez, as indústrias têxteis contam com a poliamida para a produção de roupas, tapetes e afins. Ou seja, observando todas essas questões, podemos ter a noção da importância desses materiais e notar a maneira que eles atuam no nosso cotidiano e se fazem tão presentes e indispensáveis.

Vale ressaltar que a cada momento esses materiais estão sendo analisados, estudados e melhorados para garantirem ainda mais sua performance e suprirem as necessidades do mercado. E, já que estamos falando sobre esses materiais, nada mais interessante do que conhecer um pouco mais sobre cada um. Podemos citar, entre eles o PA, POM, PBT E PC, pois se constituem os materiais de engenharia mais conhecidos no mercado.

Poliamida – Nylon: Um fato histórico

A poliamida, um polímero bem conhecido e utilizado, foi um dos primeiros materiais termoplásticos a serem considerados como materiais de engenharia devido a suas ótimas propriedades. Teve seu desenvolvimento no início da segunda guerra mundial, por Hume Wallace Carothers, da DuPont. Sua utilidade principal foi a produção de paraquedas. Uma curiosidade que vale ressaltar é que a partir da descoberta do Nylon ou poliamida, o Ocidente deixou de ser dependente da seda japonesa. Isso ocorreu justamente quando os Estados Unidos estavam com uma relação um tanto quanto conturbada com o Japão, na Segunda Guerra Mundial. Portanto, segundo esta tese e através de bibliografia e levantamento na internet, o nome Nylon representaria uma afronta aos japoneses, por ser um acrônimo formado a partir da seguinte frase: “Now you´ve lost, old nippon” (Agora você perdeu, meu velho japonês).

Poliamida faz parte do grupo amida

A poliamida, mais conhecida comercialmente como Nylon, é um polímero cristalino caracterizado pelo seu grupo amida que está presente na sua estrutura química.

Plástico Moderno - Polímeros de Engenharia

Este material apresenta elevadas propriedades mecânicas, principalmente quando são sujeitos a altas temperaturas ou solventes. Suas propriedades de destaque são:

• Excelente resistência à abrasão (desgaste);

• Alta resistência ao impacto (se for hidratado);

• Boa resistência térmica;

• Boa resistência química;

• Resistência a intempéries;

• Alta Rigidez.Sobre processamento, um fato importante sobre o Nylon que obrigatoriamente deve ser ressaltado é que o material é altamente higroscópico, ou seja, absorve muita umidade. Para que não ocorram problemas durante o processamento, como bolhas e manchas na peça, algumas medidas devem ser tomadas:

• A primeira delas é estufar o material para que qualquer taxa de umidade seja retirada. Nessa etapa é importante seguir o tempo e a temperatura de estufagem recomendadas pelo fornecedor da matéria-prima porque, caso contrário, dois problemas podem acontecer: ou o material continuará úmido, ou a sua degradação poderá ocorrer.

• Abastecer o funil aos poucos também é uma estratégia interessante na operação manual, para se evitar que o material absorva umidade, mesmo que já tenha passado pela estufa, pois a sua absorção de umidade é muito rápida e se o material ficar muito tempo em repouso no funil ele acabará se auto-hidratando.

• Ao final do processo, assim que a peça estiver pronta, é necessário jogá-la na água para que a sua hidratação forçada ocorra. Chamamos isso de caminho inverso. É uma ação muito importante de se realizar, porque somente assim a peça apresentará as propriedades mecânicas necessárias para a sua aplicação. O Nylon sem ser hidratado ao final do processamento não possui propriedades significantes.

• E por fim, deve-se controlar o tempo de hidratação da peça, para que não ocorram alterações em suas dimensões.

Sobre o processamento

Plástico Moderno - Alexandre Farhan
Alexandre Farhan é Administrador de Empresas e técnico em plásticos pelo Senai-SP, com 30 anos de atuação no setor. Atualmente, é diretor da Escola LF, especializada na formação de profissionais para a indústria de transformação plástica pelos processos de injeção, sopro e extrusão. (www.escolalf.com.br e/ou [email protected])

Uma das características que a poliamida apresenta é a alta fluidez, desta forma, a fim de se evitar problemas durante o processamento, como perda de material pelo bico de injeção, é interessante que se faça o uso de um bico valvulado mecânico ou hidráulico nas máquinas injetoras, que é basicamente um sistema que irá controlar a saída de material durante a injeção de alguma peça. É também recomendado que os moldes para as poliamidas sejam aquecidos com água ou óleo quente, porque dessa maneira se evita que o material se solidifique ou cristalize no meio do preenchimento da peça, resultando em um produto final incompleto.

Sobre a questão da injeção deste material, recomenda-se que esta ação seja relativamente rápida, especialmente se for uma peça de paredes finas. O motivo nos leva novamente ao resfriamento do material, que apresenta uma cristalização muito rápida e tendo uma velocidade de injeção lenta no processo, certamente ao final do ciclo a peça apresentará um preenchimento incompleto. Isso se dá pelo fato de que, no meio do caminho, o material se solidificou, impedindo a passagem do restante do material para a cavidade do molde.

Para finalizar, em se tratando de uma injeção rápida, consequentemente o atrito do material dentro do processo será maior, especialmente no molde, portanto é necessário que o mesmo apresente saídas de gases a fim de se evitar combustão na peça, lembrando que saída de gases não é interessante somente para as poliamidas, mas também para todos os materiais no processo de injeção.

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