TiO2 – Tratamento de superfície gera desempenho superior

Plástico Moderno, TiO2 - Tratamento de superfície gera desempenho superior

Plástico Moderno ouviu a especialista Luciana Panza, consultora de desenvolvimento de negócios da Chemours, para explicar a relação entre os diferentes tipos de dióxido de titânio e as suas aplicações na transformação dos materiais poliméricos.

PM – O transformador de plásticos se preocupa com a dispersão do pigmento na massa plástica e a eficiência do pigmento disperso. Nesse sentido, o que um fabricante de TiO2 pode oferecer para alcançar o melhor desempenho nos produtos finais? Quais os tipos mais indicados para uso em resinas?

Luciana Panza – Existe grande preocupação sobre a dispersão e a dosagem do dióxido de titânio. No entanto, há também outras características críticas associadas ao uso deste pigmento. Entre elas estão: opacidade, cor (subtonalidade), durabilidade, interações com aditivos, teor de voláteis, atendimento às legislações vigentes (como Anvisa, Mercosul, FDA, Reach).

Com relação à dispersão, os primeiros graus de TiO2 desenvolvidos para aplicação em plásticos não foram otimizados para esta finalidade. Com o passar dos anos, conforme a ampliação do seu uso em polímeros, uma importante melhoria na dispersão de TiO2 foi necessária e o desenvolvimento de tratamentos de superfície orgânicos favoreceu o aumento significativo da eficiência de dispersão. Por isso, o TiO2 de hoje pode ser disperso nos mais diferentes tipos de equipamentos de mistura com pouco esforço durante o processamento.

Além de assegurar a manutenção das propriedades mecânicas do produto transformado, a dispersão otimizada da linha Ti-Pure™, dióxido de titânio (um pigmento branco de alto valor agregado) da Chemours promove maior opacidade no produto acabado. Com redução de custos para transformadores e produtores de masterbatch, que podem utilizar uma quantidade um pouco menor do pigmento, um dos principais benefícios é o aumento da produtividade e uma sensível redução do consumo de energia elétrica durante o processamento.

O desenvolvimento de cores é também fator chave de interesse. O mercado tem buscado pigmentos mais azulados e brilhantes, com altos valores de L, como os obtidos pela tecnologia cloreto desenvolvida pela Chemours, que possibilitam a subtonalidade mais azulada e excelente brancura.

À medida que o mercado de plásticos se tornou mais sofisticado, os requisitos necessários do TiO2 também aumentaram. Por exemplo, as interações de componentes químicos das formulações dos plásticos com o TiO2 se tornaram uma preocupação maior conforme os desenvolvimentos de aditivos avançaram. As formulações atuais são mais complexas e as aplicações pedem maiores demandas para a estabilização do polímero.

Temperaturas de processo mais altas, como na extrusão de filmes planos para produção de filmes mais finos, necessidade de maior produtividade e redução de custo são alguns exemplos que exigem um design de pigmento sofisticado.

Além disso, como o plástico continua sendo um produto de escolha para substituir o metal (na indústria automotiva, por exemplo), peças de madeira em superfícies (caso dos perfis de PVC) e outras aplicações como agricultura e agropecuária, o TiO2 precisa apresentar um desempenho de resistência ao intemperismo que atenda às necessidades de uso final.

As ações das intempéries em produtos plásticos podem ser alteradas com TiO2, uma vez que o pigmento pode exibir propriedades semicondutoras. Para tornar o pigmento mais estável aos raios UV, a estrutura eletrônica do próprio pigmento deve ser modificada, aumentando o nível de energia do cristal de TiO2. Assim, a energia da luz UV passa a não ser eficiente o suficiente para estimular os elétrons e o pigmento fica mais estável.

Por fim, um exemplo da sofisticação exigida atualmente do TiO2 é o baixo teor de umidade e de voláteis. Como o TiO2 é hidroscópico por natureza, há sempre uma pequena parte de água absorvida na superfície do pigmento. Os voláteis e a água absorvidos podem ser liberados durante o processamento a altas temperaturas e podem causar defeitos em aplicações de filmes finos. A umidade também pode catalisar a degradação de polímeros de condensação, uma vez que são muito sensíveis a todo o tipo de água (casos do PET, PC, PBT).

Para aplicação em resinas, a Chemours desenvolveu um portfólio para o segmento de plásticos com soluções de alto desempenho para cada tipo de requisito do produto ou do processo. Entre os principais graus estão: Ti-Pure™ R-103, Ti-Pure™ R-104, Ti-Pure™ R-105, Ti-Pure™ R-350 e Ti-Pure™ R960.

PM – Há diferenças de pigmento quanto ao processo de transformação ou quanto à aplicação desejada?

Plástico Moderno, Luciana Panza, consultora de desenvolvimento de negócios da Chemours
Luciana Panza, consultora de desenvolvimento de negócios da Chemours

Luciana Panza – Há diferenças de produto de acordo com a aplicação. Por exemplo, para filmes finos processados a altas temperaturas a recomendação é um produto com baixo teor de voláteis, como o Ti-Pure™ R-104 ou o Ti-Pure™ R350. Para produtos brancos que serão expostos às intempéries o ideal é o Ti-Pure™ R-105 ou Ti-Pure™ R-960 para coloridos. O Ti-Pure™ R-103 e o Ti-Pure™ R-350 são recomendados para polímeros de engenharia, por exemplo, o ABS.

Podemos exemplificar da seguinte maneira: Ti-Pure™ R-104 é destinado para embalagens de alimentos, produtos de higiene pessoal e outros produtos de baixo tempo de prateleira; Ti-Pure™ R-105 pode ser utilizado em filmes agrícolas e perfis de PVC; Ti-Pure™ R-103 ou Ti-Pure™ R-350 são utilizados em eletrodomésticos. Para indicação do melhor grau é necessário compreender os requisitos do produto acabado.

PM – A indústria do plástico usa muito os masterbatches para aplicar o TiO2? Os produtores de master são os clientes-chave, ou o titânio também pode ser aplicado diretamente no equipamento de processo?

Luciana Panza – Os maiores volumes de TiO2 para plásticos são obtidos por meio do uso de masterbatch, sendo este um importante elo da cadeia de valor do plástico.

Como as concentrações deste pigmento podem variar de 0,5 a 25% no produto final, o masterbatch é fundamental para dispersão eficiente do pigmento, aumentando a opacidade e assegurando as propriedades mecânicas do produto acabado.

Pensando no segmento de masterbatches, a Chemours desenvolveu tratamentos de superfície específicos para facilitar o processamento do TiO2, com foco em possibilitar produtividade equivalente ou igual à capacidade nominal da extrusora, mesmo em concentrações de TiO2 superiores a 70%. Com exceção de algumas aplicações no segmento de PVC, atualmente é pouco provável a utilização de TiO2 sem passar pelo masterbatch.

PM – Existe uma dosagem típica de incorporação de titânio em plásticos? A presença do titânio interfere de alguma forma nas operações subsequentes de reciclagem do material?

Luciana Panza – A dosagem varia muito conforme as necessidades do produto final. Para algumas aplicações, como a tonalização de resinas, por vezes 0,5% pode ser suficiente. Já em casos em que a participação do TiO2 é essencial para conferir propriedades específicas ao produto, como no caso de filmes para feno de gado leiteiro, os teores de TiO2 chegam a 20-25%.

Toda a linha Ti-Pure™ de dióxido de titânio é inerte, livre de metais pesados e não tóxica. Por este motivo, a reciclagem é altíssima, não compromete as etapas subsequentes do ciclo de vida dos materiais.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.

Adblock detectado

Por favor, considere apoiar-nos, desativando o seu bloqueador de anúncios