Processamento de Polímeros: Rotomoldagem

Rotomoldagem é responsável por apenas 2% de todo o processo de transformação de polímeros

Em geral, este processo produz peças grandes e ocas, permitindo a produção de peças leves. Exemplos de produtos são: caixas d’água, brinquedos, escorregadores, tanques para combustíveis, etc. Como característica comum aos produtos tem-se que são peças únicas, sem emendas, perfeitamente lisas e sem cantos vivos. Isso permite uma fácil esterilização e limpeza.

Como é o processo

O processo consiste de cinco fases:

  1. Abastecimento do molde com a matéria-prima em pó ou líquida, garantindo uma maior homogeneidade das peças. Quando em pó, deve ser micronizada para facilitar o escoamento no molde, reduzindo assim o aprisionamento de ar (bolhas) e acelerando a plastificação do material. O material micronizado facilita a redução do ciclo e previne a degradação. Feito o abastecimento, o molde é fechado e levado para dentro do forno;
  2. Aquecimento do molde e fusão da matéria-prima. Dentro do forno, o molde sofrerá movimentos de rotação e translação. Dessa forma, o material fundido preenche todas as paredes do molde e, assim, assume a forma da peça.
  3. Ainda com os movimentos de rotação e translação, sofrem resfriamento e desmoldagem da peça obtida.
  4. Depois de resfriados, os moldes são abertos e as peças são extraídas.
  5. A peça recebe acabamentos e então está pronta para ser expedida;
Máquina para rotomoldagem da Rotoline. Fonte: Rotoline

Figura: Máquina para rotomoldagem da Rotoline. Fonte: Rotoline

Características do processo de rotomoldagem

A rotomoldagem permite a produção de peças simples ou de alto nível de complexidade. Elas são herméticas e ocas, podendo ser pequenas, do tamanho de uma moeda, ou gigantescas, como tanques com mais de 25.000 litros de capacidade. As tensões residuais na peça são pequenas, devido à ausência de pressão sobre o material. Além disso, permite fácil substituição de materiais e cores, além de em moldar peças com paredes duplas, insertos, roscas, furos, aberturas e reforços.

Os moldes utilizados neste processo são mais baratos quando comparados ao processo de injeção, sopro e vácuo. Eles podem ser de alumínio, cobre, níquel ou aço. E, em geral, não é necessário um grande trabalho de acabamentos nas peças. Assim, há poucas sobras de material (scrap), uma vez que o peso desejado da peça é controlado durante a adição da matéria-prima ao molde.

Como matéria-prima, pode ser usado o polietileno, a poliamida, o PVC, dentre outros termoplásticos e termofixos.

Já comentamos sobre estes polímeros aqui: http://afinkopolimeros.com.br/6-plasticos-mais-consumidos-em-2017/

O custo de produção é baixo, porém possui ciclo de produção elevado. Seus longos ciclos de aquecimento e resfriamento, ampliam o risco de degradação térmica.
Quando comparada ao processamento por injeção, apresenta-se pouco vantajosa para altos volumes de produção e para peças que exigem alta precisão dimensional.
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A cadeia produtiva dos polímeros em números

Saiba como gira a cadeia produtiva dos plásticos em números.

Agora que você já sabe como o produto plástico nasce – se não sabe, confere aqui – nós vamos mostrar em números as quantidades e valores dessa produção.

Para resumir e facilitar o entendimento, a cadeia será dividida entre a matéria prima, que são as resinas, e os setores consumidores de polímeros.

O quanto é parte das resinas poliméricas?

As resinas mais utilizadas em 2017 foram: polipropileno (PP), polietileno de alta densidade (PEAD) e o policloreto de vinila (PVC). Em termos de porcentagem são 21,6%, 13,6% e 13,6% respectivamente. Essas resinas estão presentes em diversos produtos do nosso dia dia como embalagens, encanamentos, sacolas plásticas, etc.

Além dessas temos também o polietileno de baixa densidade linear (PEBDL – 10,4%), o politereftalato de etileno (PET – 8,1%). Completando as 10 primeiras: Polietileno de baixa densidade (PEBD – 7,9%); plásticos reciclados (7,8%); plásticos de engenharia (6,6%); poliestireno (PS – 6,5%); Poliestireno expandido (EPS –  2,6%).

Dessas resinas tem-se que aproximadamente US$1,8 bilhões são provenientes de exportação de resinas termoplásticas. De importação, são US$1,6 bilhões. Para a produção de transformados de plástico nacional tem-se R$66,8 bilhões, sendo 5,8% (US$1,2 bilhão) para exportação.

Infográfico resinas de polímeros mais consumidas

Infográfico resinas mais consumidas – Fonte: Perfil 2017 ABIPLAST

 

Números dos setores consumidores de polímeros

O maior setor consumidor de plástico é o da construção civil com 25,2%, seguido dos alimentos com 18,6%. Artigos de comércio em atacado e varejo são 10%, seguidos se automóveis e autopeças com 7,7% e bebidas com 5,9%. Os dados ainda contam com produtos de metal (5,7%), Máquinas e equipamentos (5,7%), Móveis (4,6%), Perfumaria, higiene e limpeza (3,1%). Para finalizar a lista segue com: Papel, Celulose e impressão, agricultura, químicos, eletrônicos, têxteis e vestuários, farmacêutico e outros. Essa produção, em 2017, foi de 6,13 milhões de toneladas.

O consumo de transformados de plástico de todos os setores somados gira R$72,5 bilhões, sendo que 13,2% são de importação.

Além disso, estima-se que passam por reciclagem mecânica 550 toneladas por ano no Brasil, gerando em torno de 9820 empregos.

 

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ABIPLAST – Perfil 2017

Como é a Cadeia produtiva do plástico do começo ao fim?

Ou do petróleo ou de fontes alternativas para o nosso dia a dia. A incrível cadeia de produção dos plásticos de forma simples.

O que é uma cadeia produtiva?

Cadeia produtiva é uma sucessão de operações, ao longo das quais os produtos dessas sofrem algum tipo de transformação, até a formação do produto final.

Essas operações são integradas, com diversas unidades interligadas, desde a extração e manuseio da matéria-prima até a distribuição do produto.

Alguns autores adotam um conceito mais amplo, como Hélder Agostinho, da Association Française de Normalisation (AFNOR). Ele considera a cadeia produtiva como um encadeamento de modificações da matéria-prima, com finalidade econômica, que inclui desde a exploração dessa matéria-prima, em seu meio ambiente natural, até o seu retorno à natureza, passando pelos circuitos produtivos, de consumo, de recuperação, tratamento e eliminação de efluentes e resíduos sólidos.

E para o plástico? Como é?

Pensando na capacidade de reutilização, reciclabilidade e remodelagem, o plástico tem clara sinergia com a economia circular. Assim, é possível dividir, junto com outros conceitos, essa cadeia em 6 partes. São elas: Refino, 1ª Geração, 2ª Geração, 3ª Geração, Mercado consumidor e 4ª Geração.

No refino é onde acontece o craqueamento e a extração dos insumos. Para a produção de plásticos, são utilizadas diversas matérias primas, tanto de fontes alternativas de insumos e do petróleo. Como fontes alternativas de insumos tem-se como exemplo: ácido lático, cana-de-açúcar, milho, batata, beterraba, amido e caseína. Do petróleo são extraídos a NAFTA e os aromáticos.

Estes produtos são transformados em monômeros que constituem a 1ª Geração da cadeia. Por exemplo, da batata, beterraba, milho e cana-de-açúcar, consegue-se produzir o etanol que dará origem ao etileno. A NAFTA gera o etileno, propileno e o butadieno. E os aromáticos: benzeno, ciclohexona, para-xileno, tolueno e bisfenol-A.

Cadeira Produtiva Simplificada. Fonte: Perfil ABIPLAST 2017

Figura: Cadeira Produtiva Simplificada. Fonte: Perfil ABIPLAST 2017

Os monômeros por sua vez, através de bombas e reatores, realizam a síntese dos polímeros, que constituem a 2º Geração. Eles geram as resinas commodities como o polietileno (PE), o polipropileno (PP), o poliestireno (PS), o policloreto de vinila (PVC) e o politereftalato de etileno (PET). Algumas das fontes alternativas de insumos geram polímeros também, que são as resinas biodegradáveis. Nestas estão o polihidroxibutirato (PHB), poliácido lático (PLA), polihidroxibutirato (PVH) e outros. Ainda, produz-se os conhecidos plásticos de engenharia como as poliamidas (PA), policarbonato (PC), poliuretano (PU), o Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), entre outros.

Da indústria para o consumidor

A 3ª Geração irá transformar estes polímeros que estão em , em pellet ou até em solução, nos produtos finais. Estes podem ser os ‘tradicionais’ e alguns mais ‘complexos’. Como tradicionais temos as embalagens, talheres, copos, recobrimento de fio e etc. Como mais complexos temos o kevlar do colete à prova de balas, o policarbonato do ‘vidro’ dos faróis automotivos, as borrachas, dentre outros.

Estes são os produtos que estão no mercado consumidor. Os setores que mais consomem artigos plásticos são construção civil (25,2%), alimentos (18,6%) e artigos de comércio em atacado e varejo (10%).

Por fim, a 4ª Geração parte do consumidor final, onde há a separação entre recicláveis e rejeitos. Os recicláveis serão retrabalhados e voltarão para o mercado consumidor. E os rejeitos deverão ter disposição final ambientalmente adequada.

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Processamento de Polímeros: Extrusão e Injeção

Como é feito o processamento dos materiais plásticos que utilizamos no dia a dia?

Há mais de 100 anos (1912) os primeiros revestimentos poliméricos começaram a ser desenvolvidos e aplicados na indústria automotiva. Hoje em dia, os materiais plásticos podem ser encontrados nas mais diversas áreas e seu uso vem crescendo a cada dia que passa nas indústrias de construção civil, automotiva, alimentícia, médico-hospitalar, têxtil, entre outras. Para que seja possível a transformação da resina polimérica em matéria prima e produto final para suprir a demanda dessas indústrias, torna-se importante o seu processamento e o desenvolvimento de técnicas que possibilitem sua transformação. Os dois processos produtivos mais utilizados na produção de transformados plásticos são a extrusão (62%) e a moldagem por injeção (30%).

O processamento dos polímeros acontece em temperaturas altas para que ocorra sua fusão. Assim, exige amplo conhecimento da matéria-prima em relação ao seu comportamento sob fluxo e suas características de solidificação, correlacionando as condições de processamento e as propriedades finais do produto.

Processamento por Extrusão

O processo de Extrusão consiste na passagem forçada e controlada da resina plástica fundida por meio de uma ou duas roscas sem fim. Elas possuem a função de misturar, fundir/amolecer, homogeneizar, plastificar, compactar e transportar através de um cilindro aquecido até encontrar a matriz. A matriz possui um perfil determinado por onde o material é expelido e conformado. Dessa forma, quando o polímero fundido passa através da matriz, produz-se um perfil continuo e de seção transversal constante, e em seguida, é resfriada até a sua solidificação. Pode-se produzir uma variedade grande de perfis, como tubos, mangueiras, filmes, chapas, fios, cabos, etc.

Os tipos de processamento por extrusão mais utilizados na indústria de transformação são:

  • Perfis (32%): na saída do cilindro, o material fundido encontra uma matriz que possui o desenho desejado, dando formato ao produto e em seguida, é calibrado, resfriado, cortado/enrolado. Utilizado na fabricação de canudos, mangueiras, etc.
  • Sopro (12%): utilizado na produção de peças ocas, como garrafas e bombonas, onde um parison (pré-forma) é introduzido ao molde, injetando-se gás e forçando-o em direção às paredes do molde, conferindo o seu formato final.
  • Filmes (34%): utilizado na fabricação de produtos flexíveis e de espessuras finas, como sacolas plásticas e embalagens.
Esquema de máquina utilizada no processamento por extrusão

Figura 1: Esquema de uma máquina utilizada no processo de moldagem por extrusão.

 

Processamento por Injeção

Já o processo de moldagem por injeção tem por objetivo moldar uma peça plástica com formatos variados e complexos com alta tolerância dimensional, forçando ao material sob pressão dentro de uma cavidade.

Analogamente ao processo de extrusão, o material é alimentado através de um funil, onde é direcionado para o interior da máquina que possui uma rosca sem fim (pistão). Esta tem a função de transportar, fundir/amolecer, misturar, homogeneizar e plastificar o material. Ao final deste percurso, o material passa pelo bico de injeção até encontrar-se com o molde. A pressão é mantida até que todo o molde seja preenchido e o material tenha se solidificado. Após essa etapa, o molde é aberto e a peça é ejetada. O molde se fecha, e o ciclo é rapidamente repetido.

Dessa forma, o fator chave para que esse processo seja largamente utilizado na indústria de transformação é a sua alta produtividade. As peças produzidas devem ser livres de rechupes, vazios, poros, bolhas, empenamento, e devem apresentar estabilidade dimensional, resistência e rigidez para sua .

O processo de moldagem por injeção é capaz de conferir detalhes muito importantes para a peça final, como roscas, furos, travas e dimensões perfeitas para o melhor encaixe, sendo muito utilizadas na indústria automotiva (painéis de carros), em utilidades domésticas (peças de máquinas de lavar roupas, por exemplo), entre outras.

Máquina utilizada no processo de moldagem por injeção

Figura 2: Máquina utilizada no processo de moldagem por injeção

 

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