Reforços – Aparente marasmo tecnológico é contraposto por pesquisas inovadoras de empresas do país

Sendo um setor mais conhecido pelo predomínio de vendas de commodities, e não pelo seu caráter inovador, no Brasil, os reforços para plásticos avançam graças ao esforço das empresas nacionais mais destemidas e pelo intercâmbio tecnológico trazido pelas multinacionais. Os minerais usados como cargas e as fibras empregadas como reforços ainda são muito parecidos com o que sempre se utilizou, mas se engana quem acha que temas como a nanotecnologia e fibras longas, além de materiais menos usuais, como carbono e aramida, são de domínio exclusivo do mercado internacional.

A Pepasa Plásticos de Engenharia, de Santos-SP, e a Itatex Especialidades Minerais, de Campinas-SP, revelam um pouco a face inovadora do segmento. Elas se embrenham no mundo nanométrico e aprendem que a produção de compostos carregados com nanopartículas não consiste simplesmente em incorporar minerais com dimensões na escala nano. Em geral, são necessários materiais que possam se delaminar e incorporar a resina plástica entre as lamelas. Esses “sanduíches” fornecem maior resistência mecânica ao produto final. Para isso, é preciso haver um tratamento da carga, em geral argila. A Pepasa já importou argilas tratadas dos EUA e fez vários testes com os produtos, porém, sua diretora-superintendente, Zoé Moncorvo, não vê, por enquanto, um grande ganho em propriedades físicas, principalmente mecânicas, com a incorporação das nanoargilas. Obviamente existe um benefício, mas como esses materiais ainda são caros, e o próprio processo de fabricação é mais dispendioso, Zoé não vê uma vantagem econômica, ainda, pois há casos em que a Pepasa tem soluções alternativas mais baratas que fornecem o mesmo resultado. Trabalhando com os nanoparticulados, até o momento, a empresa encontra soluções técnicas, mas não pelo melhor custo.

Plástico Moderno, Zoé Moncorvo, diretora-superintendente, Reforços - Aparente marasmo tecnológico é contraposto por pesquisas inovadoras de empresas do país
Zoé espera resultado mais promissor nos antichamas

No entanto, a companhia continua estudando o assunto e testa possibilidades (mais na área de poliamidas), tentando conseguir materiais autoextinguíveis com o uso de pequenas quantidades de nanocargas. Atrás de materiais para suas pesquisas, a diretora-superintendente da Pepasa entrou em contato com uma empresa de Belo Horizonte, após notar em uma revista estrangeira a propaganda de uma firma alemã que oferecia vários materiais nanoparticulados, como óxido de zinco. Zoé comunicou-se primeiramente com a empresa alemã e, surpresa, recebeu a resposta de que o fabricante dos materiais era de Minas Gerais. A empresa é a Nanum, que está realmente produzindo materiais nanoparticulados, e a Pepasa talvez se interesse por algumas de suas amostras. Já se sabia que no Brasil existia, na natureza, montmorillonita adequada à produção de nanoargilas, mas se desconhecia a produção local. A própria Pepasa já fez o tratamento de nanopartículas algumas vezes para modificá-las e garantir melhores resultados, a exemplo do ocorrido em seu último trabalho na área, testando nanopartículas em náilon. Há outros concorrentes locais tentando desenvolver plásticos com carga nanoparticulada e características antichama, por isso Zoé é cuidadosa e não dá mais detalhes sobre seus testes.

O interesse por materiais com propriedades antichama surgiu pela procura crescente por aditivos não-halogenados para plásticos antichamas. A Pepasa produz muitos materiais com retardância à chama sem aditivos halogenados, mas não como se faz em peças para carros, por exemplo, que usam grandes quantidades de cargas como hidróxido de magnésio e alumina trihidratada, mas com produtos que oferecem a retardância com menor teor de carga. O preço desses aditivos mais eficientes é alto e, mesmo assim, a quantidade de carga a ser utilizada é elevada, para satisfazer aos requisitos técnicos de resistência ao fogo. As nanopartículas, pela maneira como se dispõem na resina, permitiriam fórmulas com teores muito menores de antichama, sem prejuízo das propriedades físicas pelo teor exagerado de carga. As pesquisas da empresa santista já levaram a um plástico V2, e o objetivo agora é chegar a um resultado V1. “Acredito que se conseguimos chegar a materiais antichamas com nanopartículas, então realmente teremos produtos economicamente competitivos”, afirma Zoé.

Outra aplicação que está despertando a atenção da Pepasa são os plásticos de engenharia antichamas com nanopartículas para rotomoldagem. Esse processo de transformação se concentrou no polietileno, no Brasil, mas no exterior já estão sendo utilizados plásticos de engenharia, até com cargas e reforços. A Pepasa estuda o assunto e testa um polietileno autoextinguível V0 para rotomoldagem, que, acredita, será aprovado. Havia muitas dúvidas sobre como o plástico carregado se comportaria na rotomoldagem, pois se imaginava que a carga se desprenderia do plástico, ou que prejudicaria a adesão da resina durante a transformação. O cliente que gerou a demanda, porém, conseguiu rotomoldar peças, e o tema continua em desenvolvimento, na direção do estudo de grades de plásticos de engenharia, como náilon e poliacetal, mas que ainda devem levar um tempo para chegar a resultados conclusivos. A nanotecnologia poderá contribuir para esse fim, porque cargas em tamanho nano terão menor risco de se desprender do material durante o processamento, mas ainda não se sabe se as nanopartículas contribuíram para a melhoria das propriedades desejadas. “A introdução dos materiais de engenharia traria melhorias para muitas aplicações de rotomoldagem”, crê a diretora-superintendente.

Mais opções – Apesar de considerar o mercado brasileiro para plásticos muito grande, com diversidade de aplicações, Zoé reclama da falta de tecnologia e de maior disponibilidade de materiais e aditivos obtidos facilmente no exterior. Um exemplo é a falta de fornecedores de talco tratado com silanos, algo bastante comum no caso das fibras de vidro, e que impediu que Zoé utilizasse o mineral em uma solução desenvolvida para máscaras de faróis da indústria automobilística, feitos de PP reforçado em substituição ao PBT, muito mais caro. A Pepasa acabou utilizando talco combinado com fibra de vidro. Outro problema é a dificuldade, no caso de alguns materiais, para conseguir a validação das propriedades obtidas, pois a infraestrutura para a realização de alguns testes é deficiente no Brasil.

O mercado brasileiro utiliza – e a Pepasa fornece – materiais carregados com fibra de vidro, na maioria, mas também fibra de carbono (seja pela resistência mecânica, pela dissipação de eletricidade ou pela lubricidade), fibra de aço inoxidável (para dissipação de cargas elétricas, mas a fibra ainda torna o produto demasiadamente caro) e diversos tipos de cargas, modificadores e blendas compatibilizadas com propriedades melhores que a dos materiais iniciais. Todas essas aplicações são possíveis no país, o mercado é grande, e o que ele realmente precisa, e exige, é mais desenvolvimento. “Saber que existe esse tipo de material, o mercado já sabe, o que é uma grande coisa”, diz Zoé.

Entre as fibras mais exóticas, a Pepasa trabalha com aramida há bastante tempo e fornece PA reforçada com o material para peças da indústria automobilística que possuem grande estabilidade dimensional e, ao mesmo tempo, lubricidade. O volume não é grande, mas a tecnologia é considerada muito interessante. Essa fibra confere uma estabilidade dimensional excelente, pois não se orienta no sentido do fluxo, durante a injeção, como as fibras de vidro e de carbono. Desse modo, a contração da peça é praticamente a mesma, tanto no sentido transversal quanto no longitudinal. A aramida utilizada em plásticos é fabricada sob medida para essa aplicação, e não se confunde com o material mais conhecido no mercado e empregado na produção de coletes à prova de balas.

A Pepasa produz também os materiais “feijão-com-arroz”, como náilon e PP com fibra de vidro, e procura também oferecer diferenciais, como resistência à abrasão, dissipação de eletricidade e resistência ao impacto. “A empresa consegue, em geral, fazer o material para atender àquele algo a mais que o cliente precisa. A necessidade e a consulta do cliente nos obrigam a modificar constantemente os materiais, e fazer algo diferente daquilo que é comum, normal, e que dá o volume. Não queremos abandonar o produto de volume, mas não podemos ficar parados”, explica a diretora-superintendente.

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As esferas são uma das aplicações para plásticos com alta densidade

Um exemplo dessa evolução constante é o que Zoé chamou de resistência plástica elétrica, uma resina plástica condutora de eletricidade, com determinada resistência elétrica e que, ligada a uma fonte em determinada amperagem e voltagem, se aquece até temperaturas entre 60ºC e 70ºC, estabilizando-se nesse patamar. O material, além de ser intrinsecamente autoextinguível e V0, funcionaria como uma resistência elétrica injetável. A patente foi requerida e, tecnologicamente, o assunto está resolvido. No entanto, a empresa testou apenas corpos-de-prova – está solucionado o problema técnico da matéria-prima, mas não o da aplicação. O polímero, um plástico de alto ponto de fusão cujo nome Zoé ainda não revela, precisa de fibras que ajudem na condução de eletricidade, e as que ofereceram os melhores resultados foram as fibras de carbono.

A Pepasa também testou o uso de microesferas cerâmicas para dar maior lubricidade e precisão dimensional a plásticos. Ainda não há uma aplicação para o produto, mas a companhia demonstra muito interesse pelo desenvolvimento, que está no início. O mercado oferece também fibras cerâmicas, que ainda não foram testadas, mas o resultado com as microesferas já revelou alta lubricidade do plástico. As cargas cerâmicas também poderiam ser utilizadas em plásticos condutores de calor, mas seu preço é muito alto para esse tipo de uso. A propriedade de dissipação é estimada em aplicações eletrônicas, pois os componentes de produtos dessa indústria são cada vez menores, e isso implica maior aquecimento. A cerâmica seria ideal para esse tipo de aplicação, pois é um isolante elétrico que conduz calor.

Outra pesquisa recente contempla as resinas com alta densidade, que podem incorporar diversos materiais, como cargas metálicas (bronze, cobre, estanho e sulfato de bário), e, ainda, ser produzidas com a densidade ajustada à necessidade do cliente. Essa habilidade é relevante para algumas aplicações em que se busca substituir metal, mas não se pode abrir mão do peso da peça, como em cápsulas para munição militar. A PA é o plástico que melhor se adapta à aplicação.

Novas combinações – A Pepasa também produz plásticos carregados com combinações de fibras e de cargas. Esse tipo de abordagem ainda não é muito comum no mercado, mas há aplicações em que os benefícios de um reforço de 30% de fibra de carbono são equivalentes aos de 10% de fibra de carbono combinados com 30% de fibra de vidro, porém a um custo menor.

Confrontado com a ideia de que há pouca inovação no Brasil, Ricardo Aurélio da Costa, assessor técnico da Itatex, diz que a assertiva parte da suposição de que os minerais não podem ser modificados ou “imitados” por produtos sintéticos. “O mercado internacional é bastante inovador nesse sentido”, afirma. É possível pesquisar minerais com características mais adequadas para essas modificações, e um exemplo é o projeto das argilas organofílicas, desenvolvido com sucesso pela empresa de Campinas.

Plástico Moderno, Ricardo Aurélio da Costa, assessor técnico da Itatex, Reforços - Aparente marasmo tecnológico é contraposto por pesquisas inovadoras de empresas do país
Costa refuta estagnação e cobra atenção à produção acadêmica

A Itatex parte de uma argila conhecida como bentonita, com ocorrência comum e existente em quantidades razoáveis no Brasil, embora o país não esteja entre os maiores produtores mundiais. A empresa conseguiu realizar a inserção de um material orgânico na argila e produzir um híbrido com propriedades comuns a substâncias orgânicas e minerais. Essa modificação química na estrutura do mineral possibilita a produção de nanopartículas de argila na etapa de extrusão do composto plástico, onde ocorre sua incorporação à resina e a esfoliação da argila (a separação das lamelas).

Mas essa não é a única possibilidade de modificação, pois, por via sintética, também é possível combinar dois materiais produzindo uma terceira estrutura química diferente. O assessor técnico da Itatex cita o exemplo da hidrocalcita (hidróxi carbonato de alumínio e magnésio hidratado), produzida pela combinação de outros minerais. A visão de que há pouca chance de inovação, na opinião de Costa, talvez seja um pouco estreita, em comparação às possibilidades de combinação para a obtenção de híbridos minerais, tanto pela reação química entre dois minerais quanto pela reação de minerais com compostos orgânicos. Vale lembrar que a reação de dois minerais pode levar tanto a produtos sem ocorrência natural, quanto a produtos que mimetizam algum material natural cujo domínio das propriedades de interesse é deficiente, ou não existe. “Há pessoas trabalhando no país que compreendem as propriedades dos materiais avançados, realizam sínteses em escala de laboratório e publicam muitos trabalhos acadêmicos na área”, diz Costa.

Mas, às vezes, o mercado não acompanha essa evolução acadêmica de um ponto de vista industrial – sem o objetivo de um produto final. “Nos Estados Unidos, há publicações sobre argilas modificadas com substâncias orgânicas da década de 40. Nós estamos atrasados, e se não acompanhamos a literatura e o mercado de exportação, acabamos achando que as cargas são as mesmas de sempre”, opina. A dependência nacional no segmento é tão grande que, até o momento em que a Itatex decidiu investir na produção de organoargilas, não havia uma empresa nacional apta a fornecer o material.

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Laboratório da Itatex, ampliado para dar suporte ao novo produto

Inicialmente, a produtora de especialidades minerais lançará três tipos de argilas organomodificadas. Elas atenderão ao mercado de poliolefinas, de uma forma geral, mas é uma questão de tempo para que a empresa lance argilas compatíveis com outros plásticos, talvez PET e PA, pois, depois de domada a técnica de síntese, a combinação de materiais diferentes, compatíveis com outras resinas, é uma consequência quase natural. As rotas de síntese dessas argilas são muito diversificadas, mas não é qualquer um dos minerais que se adapta como matéria-prima para o processo. O mérito da Itatex foi desenvolver uma rota química diferente das atuais do mercado, além de mais curta. Na etapa de adaptação da descoberta à escala industrial, um dos problemas encontrados se relacionou com a alta agregação das partículas do mineral, que é de difícil reversão se o processo não for bem controlado. “Para quem trabalha com nanopartículas, a agregação e a aglomeração são sempre dois aspectos presentes”, explica Costa.

Em outros segmentos além de plásticos, como na área de cerâmica, são produzidas nanoargilas por processos como o de sol-gel, em que as partículas já nascem com dimensões nanométricas. Esse processo – de misturar a nanopartícula pronta com a resina – não é o mais comum na área de plásticos, mas sim o de produção da nanopartícula por esfoliação. O processo por sol-gel é muito mais caro que o processo utilizado pela Itatex, e não se ajusta a produtos finais de baixo valor agregado.

As argilas precisam ser modificadas porque os processos mecânicos não têm energia suficiente para delaminar o material até a escala nanométrica. Mas a inserção de compostos orgânicos entre essas lamelas unidas eletrostaticamente provoca a chamada expansão basal, ou o distanciamento das lamelas, tornando-as mais suscetíveis à esfoliação por processos mecânicos, como o cisalhamento ou a micronização.

Entram em jogo os sais – Os compostos orgânicos mais comuns para essa finalidade são os sais quaternários de amônio, disponíveis no Brasil por conta do grande consumo em segmentos da economia que o assessor técnico prefere não revelar. Mas, de maneira genérica, os sais quaternários de amônio são utilizados na formulação de desinfetantes, surfactantes, amaciantes de tecidos, agentes antiestáticos e antimicrobiais. Do ponto de vista da compatibilidade entre a organoargila e o plástico, a propriedade com mais influência na definição do composto orgânico a ser utilizado é a sua polaridade. Essa compatibilização entre resina e argila é importante, pois, em algumas aplicações, é do sinergismo entre a argila e outros componentes do plástico, como os aditivos, que surge o diferencial do produto. No caso de retardantes de chamas, como hidróxido de magnésio e alumínio, é dessa interação que resultam as melhores propriedades de comportamento ao fogo. Quando em um plástico antichamas se utiliza apenas hidróxido de magnésio ou de alumínio, as concentrações mínimas do aditivo giram em torno de 60% em massa. Os trabalhos da literatura mostram, entretanto, que a utilização de organoargilas em combinação com esses retardantes de chamas permite reduzir esse teor, que é excessivo para materiais plásticos e costuma prejudicar suas propriedades físicas. Adicionalmente, o uso da carga de organoargila tem um efeito de redução do gotejamento do plástico submetido à chama, denominado anti-dripping. Nos trabalhos conhecidos por Costa, são reportadas reduções do teor de retardante para 50% em massa, combinado com o uso de 1% de organoargila, para certificação UL V0. É uma troca de 10% do antichama por 1% da organoargila, possível pelo aumento enorme de área superficial decorrente da esfoliação. A presença da organoargila, além disso, e por uma razão ainda não muito bem conhecida, produz maior quantidade de resíduo carbonizado durante a queima. Esse resíduo, é sabido, atrasa a combustão. Os sais quaternários de amônio também provocam um efeito de lubrificação, de modo que, em algumas aplicações de injeção, eles funcionam como desmoldantes, a ponto de até dispensarem, em certos casos, a necessidade por silicone, aplicado nas paredes do molde para facilitar a retirada da peça.

A reação entre o sal quaternário de amônio e o mineral é uma reação de troca iônica, portanto o processo de fabricação da argila não é como um simples revestimento das partículas. O sal quaternário não fica apenas adsorvido na superfície do mineral, mas ligado quimicamente à superfície interna do material. Os íons de cargas mais baixas, até +2, são trocados preferencialmente, e como as trocas influenciam nas características do produto final, uma das propriedades importantes a ser determinada é a composição da argila, para que se conheça a incidência dos cátions metálicos mais relevantes para a reação de troca iônica.

A incorporação da argila ao plástico se dá por processos convencionais de extrusão com dupla-rosca e, em alguns casos, até com rosca única, ou processos de injeção. A eficiência da esfoliação está ligada à taxa de cisalhamento intrínseca de cada tipo de máquina. O desafio é descobrir as condições de processo que levam ao ponto ótimo da esfoliação.

Para o uso dessas organoargilas, é preciso a quebra do conceito de que quanto maior a quantidade de material particulado, melhores serão as propriedades, porque a organoargila tem uma quantidade ótima, acima da qual o incremento do teor em massa não provoca mais benefícios. O formulador, porém, costuma ter a ideia de que aumentar o teor eleva as propriedades, até um ponto em que elas começam a piorar. A vantagem da organoargila está justamente no fato de que é possível obter propriedades até equivalentes utilizando-se um teor menor de carga. O pensamento comum, segundo Costa, de que a adição de carga provoca a redução de tenacidade do material, prejudicando a resistência ao impacto, também não se aplica às organoargilas, que, em certos teores, melhoram a tenacidade do produto final. Esses fatos exigem do formulador que queira usufruir da organoargila maior conhecimento. Em alguns termoplásticos, a temperatura de deflexão térmica (HDT, em inglês) pode aumentar em até 40ºC, um valor muito significativo do ponto de vista técnico. O módulo de elasticidade do produto final, bem como a barreira a gases, de uma forma geral, também são influenciados positivamente, e o índice de fluidez costuma se alterar, tanto para cima quanto para baixo. Argilas altamente esfoliadas podem, ainda, levar a peças com menor contração, mesmo contendo cadeias muito orientadas.

Os mercados de embalagens e os de plásticos antichamas não halogenados (principalmente para fios e cabos e aplicações eletrônicas) poderão ser consumidores importantes da organoargila. As petroquímicas nacionais, que têm investido em produtos nanotecnológicos, também poderiam se interessar pelo produto, que talvez tenha custo mais atrativo que as organoargilas importadas. Mas o sucesso do produto dependerá da superação da barreira de conhecimento, relacionada com a utilização de um novo material. Para quem topar a mudança, a principal alteração está relacionada com as condições de processo, em particular, a taxa de cisalhamento (ligada à velocidade de rotação da rosca) adequada. Ao contrário do que a intuição pode sugerir, nem sempre as velocidades serão aumentadas, pois nos casos de resinas muito carregadas, o próprio teor elevado de cargas contribui para tornar a esfoliação mais fácil. As argilas utilizadas para modificar plásticos são pouco abrasivas, e não demandam tratamento especial das roscas e do canhão. A mudança do perfil da rosca, no entanto, pode ser necessária para produzir resultados melhores.

Outra família de produtos que pode chegar ao mercado pelas mãos da Itatex é um mineral mimetizador sintético e também híbrido, contendo substâncias orgânicas, mas sobre o qual Costa diz apenas que há estudos em desenvolvimento.

Plástico Moderno, Liane Lanzoni, diretora de vendas e marketing da unidade de negócios automotivo e linha branca, Reforços - Aparente marasmo tecnológico é contraposto por pesquisas inovadoras de empresas do país
Liane: sem saia-justa por conta do timing com pouca sorte

Espantando a crise – Com a entrada de sua nova linha de produção de compostos de PP logo após o início da crise e uma clara preocupação para preencher rapidamente, tanto quanto possível, a capacidade das novas máquinas, a Borealis Brasil vai a campo atrás de alternativas.

Não existe, nas palavras de Liane Lanzoni, diretora de vendas e marketing da unidade de negócios automotivo e linha branca, da empresa instalada em Itatiba-SP, nenhuma saia-justa da unidade brasileira com o grupo, em razão do investimento de cerca de R$ 18 milhões para a expansão da capacidade instalada que, a rigor, no momento não é necessária para o mercado brasileiro. Mas, o fato é que a indústria automobilística não desistiu de seus planos de longo prazo para o Brasil, e o país se mantém como plataforma de exportação mundial de algumas das montadoras. Como as ideias para minimizar os efeitos de crises sempre passam por novas alternativas de aplicações, e a Borealis já havia iniciado a incursão em novos usos para seus compostos de polipropileno, a empresa vai continuar nessa direção, apesar da sensível redução na ocupação da capacidade instalada, desde outubro do ano passado.

Plástico Moderno, Daniel Bahls, gerente de marketing da unidade negócio automotivo e linha branca, Reforços - Aparente marasmo tecnológico é contraposto por pesquisas inovadoras de empresas do país
Fibra média põe PP competindo com PA e metal, diz Bahls

A produtora de compostos de PP desenvolveu há alguns anos compostos de polímero reforçados com fibras de vidro médias, que podem substituir as fibras longas em algumas aplicações, porém a um custo menor, e sem as mudanças que o transformador precisa realizar para processar compostos com fibras longas. Os compostos com fibra média podem ser fabricados na nova linha de produção da Borealis em Itatiba, e a empresa busca, há algum tempo, clientes para o produto. Sua fabricação é semelhante à de compostos de fibras curtas, e não demanda o processo por pultrusão, necessário às longas, mais caro e complexo.

As aplicações clássicas de peças de PP reforçado com fibras curtas são algumas peças estruturais internas do automóvel, como o suporte de bateria, mas não as muito próximas do motor. Porém, Daniel Bahls, gerente de marketing da unidade negócio automotivo e linha branca, afirma que o uso de fibras médias leva o PP para mais próximo do compartimento do motor, passando a disputar aplicações antes exclusivas de poliamida ou metal. Uma das peças em que a PA e o alumínio estão sendo substituídos, na Europa, é o coletor da admissão de ar. Há casos até de substituição direta do metal, e aplicações típicas de plásticos reforçados com fibras longas, como o módulo frontal (front end), dependendo de seu projeto, também podem utilizar composto reforçado com fibras de vidro médias. Na Europa, a maior parte dos projetos, segundo Bahls, surge tendo em vista o PP.

A dificuldade em aceitar novos materiais, principalmente para aplicações próximas ao compartimento do motor, onde as temperaturas podem ser bastante elevadas, é um desafio a mais para o PP com fibra média. O ponto forte para ajudar a quebrar o paradigma é a contração muito similar à da PA, de modo que em alguns casos ajustes de processo possibilitam o uso do mesmo molde.

A situação é ainda mais aguda nos compostos reforçados com fibras longas, que demandam grande investimento no processo de fabricação. A Borealis produz esse tipo de material na Europa, mas não no Brasil, onde não há volume para aplicação. As máquinas que processam esse composto precisam de um bom controle do cisalhamento, que, se excessivo, pode quebrar as fibras, encurtando-as. As peças de compostos de fibras longas também não podem ter muitos detalhes, para evitar o cisalhamento durante o preenchimento da cavidade. Molde, perfil de rosca, bicos, canais e pressão de injeção precisam ser modificados, e os ciclos de produção tendem a ser maiores. A dosagem também é diferente, uma vez que pellets de compostos reforçados com fibra longa têm entre 10 mm e 20 mm. Com tantos investimentos necessários, o mercado para fibras longas, no Brasil, embora possa existir, não parece ter muita força para crescer, pelo menos na área de injeção, pois elas são mais comuns na moldagem por compressão. As aplicações possíveis para injeção, no país são poucas, o que torna mais improvável o investimento em uma máquina que não terá grande volume de produção.

Além das fibras de vidro, a Borealis utiliza fibras de carbono em determinados compostos, mas não como reforço. Nesse caso, a fibra mineral é utilizada para conferir a estética de produto marmorizado ao plástico, como pode ser visto nas colunas de automóveis como o Polo e o Palio. Além de ser cara, a fibra de carbono é um complicador para o processo de injeção, pois se o molde não for bem projetado e houver regiões da ferramenta sob temperaturas mais baixas, essas partes da peça ficam deficientes em fibras, pois elas tendem a se direcionar para a região mais aquecida do polímero.

A companhia austríaca também já estudou o uso de fibras naturais. Liane afirma que diversos tipos foram estudados, entre eles madeira e sisal, mas também diz que, no Brasil, ainda há uma dificuldade muito grande para desenvolver fornecedores para os materiais aptos a garantir especificações de seus produtos. Outra dificuldade é que os pedidos por esse tipo de tecnologia, segundo ela, ora aparecem, ora somem, isto é, não há uma demanda firme. “As montadoras ainda precisam tomar suas decisões sobre esse assunto”, diz.

Plástico Moderno, Marcelo Albuquerque, químico sênior da Artegor, Reforços - Aparente marasmo tecnológico é contraposto por pesquisas inovadoras de empresas do país
Plástico Moderno, Reforços – Aparente marasmo tecnológico é contraposto por pesquisas inovadoras de empresas do país

Avanços – Mesmo com esse panorama, porém, a utilização de fibras naturais continua se desenvolvendo no Brasil. A Artegor, uma joint venture entre a brasileira Artecola Laminados Especiais e a italiana G.O.R. Applicazioni Speciali, produz placas extrudadas de PP reforçado para posterior termoformagem, que utilizam principalmente fibra de madeira, mas também fibra de coco e de cana. A Artegor conta com fornecimento regular das fibras que utiliza em quantidade adequada e na qualidade necessária, em termos do teor de umidade e granulometria. As duas propriedades, segundo Marcelo Albuquerque, químico sênior da Artegor, são as principais características a serem levadas em conta para o processamento. Ele concorda que o fornecimento local para o mercado de extrusão e compostos, embora o país tenha à sua disposição muitas fibras naturais, principalmente no nordeste, ainda é complicado, pois há poucos fornecedores capazes de atender aos requisitos técnicos dessas indústrias. No caso da madeira, a matéria-prima do fornecedor da Artegor são aparas e sobras do processamento de madeira bruta, conhecida como pó de serra. O pó de serra é classificado em peneiras, no processo denominado análise granulométrica, em que são obtidas as curvas de distribuição granulométrica, o parâmetro ao qual a matéria-prima deve se adequar. Após o controle de granulometria, o pó de serra é chamado de farinha de madeira, que adicionalmente precisa passar por um processo de secagem, pois o excesso de umidade provoca redução das propriedades mecânicas do produto final e favorece a formação de grumos (pontos de acúmulo de madeira), prejudicando a homogeneização das fibras na matriz plástica. A fibra de coco, que está sendo utilizada pela Artegor mais recentemente, passa por controles semelhantes. A fibra de cana vem das usinas de açúcar e álcool, na forma de bagaço, que é lavado, para a retirada da glicose, seguindo para a moagem e a secagem.

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O PP com madeira já é o usado em peças de automóveis

A Artegor iniciou seus trabalhos de olho na indústria automotiva, para quem o PP com fibra de madeira já é uma matéria-prima bastante utilizada. Essa combinação produz melhora em várias propriedades mecânicas do polímero, interessantes para revestimentos internos de automóveis, como as laterais de portas e o porta-pacotes, além de algumas outras peças, como o tapete do porta-malas. Em comparação, por exemplo, ao PP reforçado com talco, a resina com madeira possui melhor resistência à temperatura e à flexão. Isso não é verdade para o polímero reforçado com fibra de vidro, mais resistente que o polímero reforçado com fibra natural, mas Albuquerque argumenta que o produto da Artegor tem melhor reciclabilidade, reforçando o apelo ecológico da fibra natural. E como as peças automotivas para as quais o PP reforçado com fibra natural se destina costumam ser revestidas, o acabamento superficial não representa maior problema.

Com o tempo, a empresa percebeu a possibilidade de utilização de outras fibras, pois suas máquinas podem processar outros insumos vegetais, e não apenas madeira. Além disso, as outras fibras poderiam ter seu uso ligado tanto ao reforço que proporcionam quanto à aparência – nesse último caso, com maiores requisitos para o acabamento superficial, que o químico sênior classifica como bom. O coco e a cana surgiram como alternativas por estarem em estágios mais avançados de fornecimento e poderem ser utilizados no processo da Artegor. Eles são usados principalmente para aplicações com requisitos de aparência (as fibras ficam visíveis na peça final), embora a fibra de cana proporcione propriedades mecânicas quase tão boas quanto as oferecidas pela fibra de madeira. “No caso de produtos de aparência, o que os clientes buscam são os apelos visual e ecológico. Empresas que produzem cosméticos valorizam muito esse tipo de apelo”, explica Albuquerque. As aplicações podem ser a produção de painéis para o revestimento de divisórias, embalagens ou o uso em forros, substituindo materiais como o PVC. Aliás, em 2008, a Artecola adquiriu o controle da MVC, uma fabricante de componentes plásticos do grupo Marcopolo, e é possível que a segunda fabrique peças com o produto da Artegor.

Para os transformadores das chapas, a mudança entre fibras de madeira, coco e cana não traz muitas modificações, exceto as temperaturas de processo. Para o fabricante das chapas também não há grandes diferenças, mas a extrusora precisa ser dupla-rosca, a fim de homogeneizar adequadamente as fibras no polímero, processo um pouco mais difícil no caso de fibras naturais. O reforço também precisa ser alimentado na máquina em ponto mais à frente que a alimentação de resina e aditivos, pois as fibras não resistem tão bem às altas temperaturas da extrusão.

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A Artegor emprega fibras de madeira, de cana e de coco

A Artegor tem possibilidade de utilizar diversas outras fibras, restringida apenas pelas dificuldades de fornecimento, casos de juta e sisal. O sisal representaria um problema adicional, pois é utilizado na forma de fibras longas, e a Artegor produz, hoje, apenas compostos de fibras curtas. O químico sênior da empresa crê que haveria demanda no mercado brasileiro por fibras naturais mais longas, com comprimento ao redor de 10 mm, para aplicações em que hoje são utilizados apenas metais. Para produzir esse tipo de material, a companhia precisaria modificar o sistema de dosagem de suas máquinas, dado que a alimentação gravimétrica não se ajusta a fibras longas, que exigem alimentação forçada.

Além das chapas, a joint venture produz um composto para injeção, que pode ser utilizado na fabricação de cadeiras, ou cepas de sapatos. As características de injeção do PP reforçado com fibra de madeira se assemelham às do material puro, e os ajustes necessários para a transformação do composto são poucos. Há uma diferença na contração da peça, e o ciclo de injeção também se altera, mas, em geral, para intervalo de tempo menor. A empresa ainda fabrica compostos de PP reforçados com fibra de madeira para a produção de contrafortes e couraças de calçados, que são utilizadas pela Artecola ou vendidas no mercado.

Para reforçar o sentido ecológico do material que produz, a empresa pratica, com muitos de seus clientes, uma política de compra das sobras dos seus processos produtivos, que são recicladas na fábrica de Tatuí-SP. Apenas o resíduo conhecido, originado da produção da joint venture é adquirido, e reutilizado na produção de novos produtos. Com a sedução que a palavra sustentabilidade provoca nos mercados, a produtora de plásticos reforçados pretende lançar, ainda em 2009, compostos de ácido poliláctico (PLA, um polímero biodegradável) para injeção e extrusão de chapas. O produto está em fase final de desenvolvimento.

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