Emissão de Formaldeído: Por que avaliar?

Emissão de formaldeído é um dos ensaios mais requisitados por diversas indústrias.

 

O nome oficial do formaldeído é, segundo a IUPAC, Metanal. O formaldeído puro não é comercializado devido a sua rápida polimerização, então metanol é adicionado à solução para inibir essa característica viabilizando a sua utilização em diversos processos industriais.

O formaldeído é o aldeído mais abundante na natureza, de fórmula molecular simples, como pode ser visto na Figura 1. É um gás incolor com odor irritante, sufocante e característico, sendo detectado em baixas concentrações. Em solução aquosa o formaldeído é denominado formol.

Formaldeído

Onde o formaldeído é aplicado?

O formaldeído em solução, o formol, é utilizado em diversos setores da indústria. São exemplos: Cosméticos, agricultura, indústria têxtil, borracha, cimento, papel, tintas e vernizes. Além disso, é muito utilizado em laboratórios para conservar propriedades químicas e físicas de materiais biológicos, e em hospitais como agente bactericida, estabilizante e desinfetante para a higienização de salas cirúrgicas e outros ambientes.

Este composto também pode ser utilizado como intermediário na produção industrial de produtos químicos, como o 1,4-butanediol, diisocianato de 4,4-difenilmetado, utilizado na síntese de poliuretanos, pentaerititritol, utilizados na fabricação de colas e hexametilenotetramina. Além disso, também se produz um polímero composto de uréia-formaldeído que é muito utilizado na indústria de painéis compensados (MDF e MDP) que abastecem a indústria moveleira. No geral, o formaldeído está presente em muitos produtos de consumo, como cosméticos, papéis com brilho e fotografias a cores, etc.

Por que avaliar a emissão?

É sabido que o formaldeído contribui para o surgimento de câncer de nasofaringe e leucemia. Além disso, a substância também pode causar problemas respiratórios, já que a principal porta de entrada do formaldeído em nosso organismo é por inalação. O vapor em baixas concentrações causa irritação no nariz, garganta e olhos. Em altas concentrações pode causar falta de ar, salivação excessiva, espasmos musculares involuntários, danos à córnea, coma e morte. Quando em contato com a pele, pode provocar aspereza, necrose, falta de sensibilidade, dermatite, desidratação, rachaduras e ulcerações.

Devido a isso, as indústrias mencionadas anteriormente fazem constantes ensaios para avaliar a emissão dessa substância de seus produtos. Inclusive, existem normas específicas para que determinam metodologia e faixas aceitáveis de emissão.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza o Ensaio de Emissão de Formaldeído. Atendemos algumas normas como: PV3935, STD 429-0002 e VW50180.

Tem interesse em realizar este ensaio?
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O que torna um polímero resistente às intempéries?

Intemperismo é um grande causador de degradação de materiais poliméricos.

Plásticos são comumente utilizados em aplicações em que são expostos ao sol e chuva. Brinquedos em playground, decks, móveis de jardim, dentre outros, são exemplos os quais os plásticos substituíram materiais como madeira e metal. Dentre os diversos motivos dessa substituição, a redução do peso, do custo e a durabilidade do material são fatores importantes.

Apesar dos polímeros, em sua maioria durarem mais, a escolha do polímero ideal para aplicações externas é fundamental. Isso se deve ao fato de que nem todo polímero reage da mesma forma quando exposto às intempéries. A maioria dos polímeros sofrem degradação quando expostos a essas condições. Entretanto alguns deles são mais resistentes.

Nós falamos sobre a degradação neste texto aqui: https://afinkopolimeros.com.br/degradacao-dos-plasticos/

A resistência ao intemperismo pode ser analisada através do ensaio de Envelhecimento Acelerado. Nós explicamos mais sobre este ensaio neste texto aqui: https://afinkopolimeros.com.br/weatherometer-envelhecimento-acelerado/

Cadeira Exposta ao Sol

Cadeira Exposta ao Sol

O que torna um polímero resistente às intempéries?

A estrutura química do material é fundamental. Assim, termofixos curados tendem a possuir maior resistência por possuírem estrutura reticulada. Quando as cadeias estão assim organizadas, é necessária uma maior quantidade de energia para que o material sofra degradação.

Além da estrutura química, o uso de aditivos como estabilizadores de UV e negro de fumo são muito utilizados para melhorar a performance do produto em ambientes externos.

Por fim, também é muito comum pintar o produto final com uma camada de tinta. Assim, com esta camada, os raios UV e a chuva não atingem diretamente o produto, aumentando assim a sua durabilidade.

A Afinko realiza o ensaio de envelhecimento acelerado, ou ensaio de intemperismo, em peças poliméricas de qualquer seguimento da indústria.

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ACME Plastics
Osborne Industries

Blendas Poliméricas: O que são e como são classificadas?

Blendas são muito utilizadas na indústria de polímeros por possuírem propriedades físicas diferentes dos polímeros puros.

Consideradas uma mistura de polímeros, através delas é possível obter propriedades que os polímeros puros não possuem.

Mas antes de entendermos o que é uma blenda, você já leu nossa matéria sobre as diferenças entre as propriedades mecânicas e químicas? Não?!

Leia agora: https://afinkopolimeros.com.br/ensaios-fisicos-quimicos/

O que é uma blenda?

Blendas poliméricas são misturas mecânicas de diferentes plásticos, em que, na maioria dos casos, não há reação química entre eles.

Elas são preparadas visando a obtenção de materiais com um balanço de propriedades mais equilibrado em casos que polímeros puros utilizados isoladamente não atendem aos requisitos necessários. O exemplo mais comum é a utilização de materiais rígidos e com resistência mecânica, e que ao mesmo tempo possuam elevada resistência ao impacto. Além disso, a mistura entre dois ou mais polímeros é considerada uma alternativa econômica para o desenvolvimento de novos materiais, quando comparada à síntese de novos polímeros – ou copolímeros –, cujo custo é mais elevado.

Quando se selecionam polímeros para a produção de uma blenda, dois fatores importantes devem ser considerados, a miscibilidade e a compatibilidade, os quais norteiam o desenvolvimento e a aplicação de novos materiais poliméricos.

Microscopia de uma blenda polimérica. Imagem realizada pela Afinko

Figura: Microscopia de uma blenda polimérica. Imagem realizada pela Afinko.

Como as blendas são classificadas?

As blendas podem ser divididas em três categorias:

  • Imiscíveis: caracterizadas por apresentarem uma morfologia com separação de fase. Apresentam alta tensão interfacial e fraca adesão entre as fases, resultando em baixas propriedades. Para contornar isso, uma série de compostos denominados de agentes compatibilizantes podem ser utilizados.
  • Compatibilizadas: São blendas poliméricas imiscíveis que apresentam propriedades físicas macroscopicamente uniformes. Isso acontece devido à interação química forte (mas sem reação) entre os polímeros que compõe a blenda, proporcionando uma forte adesão entre as fases.
  • Miscíveis: São blendas poliméricas que apresentam apenas uma fase em sua estrutura.

Podemos misturar qualquer polímero?

Infelizmente nem todos os materiais são indicados para formar blendas entre si. Podem ocorrer problemas de processamento, e principalmente incompatibilidade, ou seja, as propriedades finais da blenda serem inferiores àquelas dos polímeros puros constituintes, não gerando o efeito sinérgico desejado. Há relatos de misturas de PVC com Poliacetal em que houveram explosões que danificaram o equipamento, fazendo com que algumas peças voassem à metros de distância.

A Afinko realiza ensaios em blendas poliméricas para descobrir sua composição ou analisar suas propriedades mecânicas, químicas ou físicas.

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Como Evitar a Contração Pós-Moldagem

Contração pós-moldagem é um processo natural dos polímeros.

Todo polímero sofre com contração. Isso é um processo natural devido a estrutura de suas moléculas. Em geral, materiais que possuem maior cristalinidade possuem maior contração após a moldagem. O contrário também é valido, materiais amorfos possuem menor contração.

Não lembra o que é um material semicristalino? Relembre agora: https://afinkopolimeros.com.br/cristalizacao-de-polimeros-o-que-e/

Por que a contração acontece?

Como mencionado acima, a estrutura cristalina do material é uma das grandes responsáveis pela contração. A diferença entre cristalinos e amorfos é devido ao fato de que no resfriamento a estrutura molecular dos materiais semicristalinos se ordena formando a fase cristalina. Essa fase possui maior empacotamento e é mais densa que a fase amorfa. Porém, os polímeros não cristalinos mantêm a estrutura amorfa mesmo a temperaturas muito baixas. Devido a este fato resulta em uma contração geral muito menor nos materiais amorfos, quando comparado aos semicristalinos, e consequentemente diminuição do volume específico.

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Quais são as possíveis soluções?

Existem diversos motivos pelo qual a contração pode acontecer durante o processamento por injeção. Aqui vamos listar alguns e suas possíveis soluções.

Um grande motivo da contração é a temperatura. Muitas vezes a temperatura do canhão e/ou do molde está muito alta. Com isso, pode ser interessante tentar diminuir essas temperaturas. Além disso, o tempo de resfriamento do material dentro do molde não pode ser tão longo.

Outro motivo é a pressão de injeção e de recalque. No caso, caso esteja acontecendo uma grande contração, é interessante aumentar essas pressões para injetar mais material para compensar na hora da injeção.

Por fim e não menos importante, a escolha do material. Como dito no começo deste texto, diferentes materiais possuem diferentes contrações pós-moldagem. Com isso, deve-se analisar se o material utilizado realmente é o ideal para o molde ou condições de processamento que estão sendo aplicadas. No caso da contração, uma sugestão seria o uso de material com maior índice de fluidez.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza ensaios que permite analisar o índice de fluidez do material bem como sua contração pós-moldagem. Tem algum polímero ou material que deseja verificar isso?

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Tabela

Abaixo segue uma tabela com alguns materiais e valores aproximados de contração pós-moldagem.

Material   

Sigla    Contração %

Polietileno de baixa densidade 

PEBD

1,5 — 2,0

Polietileno de alta densidade

PEAD

1,5 — 2,0

Polipropileno Homopolimero

PP-homo

1,2 — 2,2

Polipropileno Copolímero

PP-copo

1,2 — 2,2

Poliestireno Cristal

PSC

0,3 — 0,6

Poliestireno de Alto Impacto

PSAI/HIPS

0,4 — 0,7

Copolímero de Acrilonitrila Butadieno e Estireno

ABS

0,4 — 0,7

Copolímero de Acrilonitrila e Estireno

SAN

0,4 — 0,7

Poli (Cloreto de Vinila) Flexível

PVCf

1,0 — 2,0

Poli (Cloreto de Vinila) Rígido

PVCr

1,0 — 2,0

Poli (Óxido de Metileno) ou Poliacetal

POM

1.9 — 2,3

Policarbonato 

PC

0,5 — 0,7

Poli (Tereftalato de Etileno)

PET

1,2 — 2.0

Poli (Tereftalato de Butileno)

PBT

0,3 — 1,2

Poliamida 6

PA 6

0,5 — 2,2

Poliamida 6.6

PA 6.6

1,0 — 2,5

Poliamida 11

PA 11

1,8 — 2,5

Poliamida 12 PA 12

Poliamida 610

PA610

1,2 — 1,8

Poliamida c/ 30% fibra de vidro

0,3 — 0,6

Tabela retirada de Moldes Injeção Plasticos.

Plastificante: a Mágica da Indústria de Plásticos

A descoberta de plastificantes praticamente tornou a indústria de polímeros possível.

Texto adaptado de Julia Flórez – Pesquisadora da Afinko Polímeros.

Já se perguntou por que existe cano de PVC (rígido) e mangueira de PVC (flexível)?

Uma das razões é devido a presença (ou ausência) de plastificantes. Sem um plastificante, muitos polímeros seriam muito frágeis e rígidos para serem utilizados. Produtos como filmes plásticos, solados de sapatos, capas de fios, dentre outros, simplesmente não existiriam. Praticamente qualquer item de plástico ou polímero que você possa imaginar pode ter um plastificante adicionado a ele e muitas vezes mais de um.

Mas o que é o plastificante?

Segundo a IUPAC, o plastificante é uma substância ou um material incorporado em um plástico ou elastômero para aumentar a flexibilidade, a processabilidade ou a extensibilidade (capacidade de alongar).

O plastificante pode reduzir a viscosidade do fundido, a temperatura de transição vítrea (Tg) ou o módulo elástico, sem alterar as características químicas fundamentais do material plastificado. Este aditivo se aloca entre as cadeias poliméricas e diminui a interação entre elas através do aumento do volume livre entre as cadeias ou através da atenuação das ligações de van der Waals, resultando em uma matriz mais flexível e extensível. A figura abaixo exibe o mecanismo de plastificação do PVC.

Demonstração da plastificação do PVC

Figura – Plastificação do PVC. Fonte: Caracterização Mecânica: Tração, Flexão e Impacto – Afinko Soluções em Polímeros.

Nem tudo são mil maravilhas

Em baixas concentrações o plastificante pode causar o efeito contrário ao desejado, denominado antiplastificação. Este fenômeno pode ser explicado por duas teorias:

  1. Quando presente em baixas concentrações, o plastificante pode se alocar no volume livre natural que há entre as cadeias do polímero ocasionando uma restrição de movimento e consequente aumento de rigidez, resistência à tração, diminuição da deformação na ruptura e resistência ao impacto.
  2. A segunda teoria atribui este fenômeno ao aumento da cristalização induzido pelo plastificante quando presente em baixas concentrações. A partir de um certo teor o plastificante causa a flexibilização do polímero, queda da resistência à tração, aumento da deformação de ruptura e resistência ao impacto. Este comportamento está ilustrado na figura abaixo.
Efeito do plastificante nas propriedades mecânicas. Fonte: Caracterização Mecânica: Tração, Flexão e Impacto – Afinko Soluções em Polímeros.

Figura – Efeito do plastificante nas propriedades mecânicas. Fonte: Caracterização Mecânica: Tração, Flexão e Impacto – Afinko Soluções em Polímeros.

É possível saber a quantidade de plastificante num produto?

Sim! É possível!

A presença e quantidade de plastificante podem ser determinadas por algumas técnicas analíticas como GC-MS, TGA, FT-IR, dentre outras.

Somado a isso, o efeito da presença do plastificante nos diferentes plásticos pode ser avaliado por análises mecânicas como tração e impacto. Além de outras análises como a Reometria Capilar e o DSC.

Tem algum polímero que gostaria de verificar a presença de plastificantes ou outros aditivos?

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Fatores que Afetam a Cristalização de Polímeros

Como dissemos no texto anterior (Polímero (Semi)Cristalino: O que é?), a cristalização é afetada por diversos fatores. Neste texto iremos nos aprofundar neles:

Fatores estruturais

Linearidade da cadeia

A linearidade de uma cadeia interfere de forma que cadeias lineares possuem maior liberdade de movimento e são empacotadas mais facilmente. Assim, favorecem a formação de regiões cristalinas.

Em cadeias ramificadas, as ramificações tendem a formar volume livre nas pontas de cadeias. Estas, por sua vez, criam defeitos, favorecendo a formação de regiões cristalinas.

Presença de grupos laterais

Grupos/grupamentos laterais dificultam – chegando ao ponto de impedir completamente – um empacotamento regular das cadeias. Com isso, a cristalização do polímero fica prejudicada. Neste caso, a dificuldade de cristalização é maior ainda quando esses grupos laterais não apresentam regularidade no seu posicionamento.

Taticidade

A taticidade de um polímero diz respeito a como são dispostos os grupos laterais nas cadeias, tomando como eixo a cadeia carbônica principal.

Os radicais podem se organizar de três formas distintas como ilustrado na figura:Taticidade de Polímeros, da esquerda para direita: material isotático, material sindiotático e material atático.

Figura: Taticidade de Polímeros, da esquerda para direita: material isotático, material sindiotático e material atático.

  • Sindiotáticos: Polímeros em que os radicais se alternam ora acima ora abaixo do eixo, seguindo um padrão alternado regular.
  • Isotáticos: Polímeros que tem todos os radicais de um mesmo lado da cadeia.
  • Atáticos: Polímeros em que os radicais se posicionam de forma aleatória.

Assim, polímeros que apresentam regularidade, tanto os isotáticos quanto os sindiotáticos tendem a apresentar cristalinidade, já os atáticos tendem a ser amorfos.

Configuração em torno de dupla ligação

Sabemos que a dupla ligação permite que ocorra a isomeria das partículas, fazendo com que as cadeias assumam diferentes configurações.

A isomeria trans faz a cadeia adquirir a configuração de zig-zag planar, facilitando o empacotamento e por conseguinte a cristalização.

Polaridade

A polaridade induz interações dipolo-dipolo aumentando as forças intermoleculares o que aumenta a proximidade entre as cadeias. Assim, aumenta-se o fator de empacotamento gerando cristalinidade e aumentando a temperatura de fusão cristalina (Tm).

Rigidez da cadeia principal

Cadeias rígidas facilitam o empacotamento por tender a manter ordem mesmo no estado fundido. Com isso, mesmo que fundidas e com certo grau de ordenação prévio, as cadeias principais rígidas apresentam maior fração cristalina. Quanto menos rígida a cadeia, maior a probabilidade de defeitos cristalinos.

Copolimerização

Copolímeros possuem, em sua composição, dois ou mais meros, cada um com uma conformação ideal para cristalizar, o que dificulta a cristalização. Isso acontece uma vez que  para um empacotamento regular de longo alcance necessita-se de regularidade, o que não acontece em copolímeros. Assim, eles usualmente são amorfos. A exceção são os polímeros em bloco.

Fatores externos

Impurezas ou aditivos

Por poderem se alojar dentro do polímero, impurezas, carga, plastificantes e outros aditivos podem mudar o comportamento do polímero com a temperatura. Além disso, podem servir também como substrato para nucleação heterogênea, facilitando a cristalização.

Condições de processamento – Temperatura de cristalização

A temperatura em que o material é posto para cristalizar/solidificar influenciará qual etapa da cristalização será favorecida. Caso a temperatura esteja próxima à Tm, favoreceremos o crescimento do cristal. Isso porque o pequeno resfriamento dá origem a poucos núcleos, que crescerão e demorarão a se tocar, produzindo esferulitos grandes. Somado a isso, quanto maior a temperatura, menor a viscosidade do fundido e maior a mobilidade das cadeias, o que resulta em maior cristalinidade.

Caso a temperatura esteja mais próxima à Tg, favoreceremos a nucleação. Isso porque o grande resfriamento promove a criação de núcleos e, assim, os esferulitos estarão mais próximos e logo se tocarão, dando origem a um maior número de esferulitos porém pequenos.

Condições de processamento – Taxa de resfriamento

Para que se forme ordem de longo alcance é necessária energia, tempo e mobilidade para que as cadeias se acomodem. Assim, se a taxa de resfriamento for muito alta, provavelmente o polímero será amorfo, pois com o decréscimo da temperatura haverá diminuição da energia de movimento das cadeias, elas poderão se mover por pouco tempo. Além disso, com o aumento da viscosidade em baixas temperaturas as cadeias perderão toda a mobilidade.

Várias imagens de MEV com crescimento de esferulitos à diferentes isotermas

Figura: Micrografia ótica polarizada de esferulitos de PCLLA75 cristalizados à isotermas.

A taxa de resfriamento pode suprimir completamente a cristalização, de um polímero desde que rapidamente resfriado.

Neste vídeo você pode conferir a formação dos esferulitos: https://www.youtube.com/watch?v=M1Fg8pHALw8

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Nós Recomendamos:

Sebastião Vicente Canevarolo – Ciência dos polímeros
William D. Callister – Materials Science and engineering an introduction.
Lucas Cid Araujo Cruz – Estudo da cinética de cristalização do polifluoreto de vinilideno

Polímero (Semi) Cristalino: O que é? – Saiba agora!

Cristalização de um polímero depende muito da cadeia polimérica.

Nós explicamos o que é um polímero neste texto aqui. Nele dissemos que os polímeros podem ser divididos em muitas subclasses, dependendo da utilização de diferentes critérios. Um desses critérios é a forma como as cadeias poliméricas estão empacotadas/arranjadas.

Semicristalinos x amorfos?

Os polímeros em estado sólido possuem uma estrutura a qual depende do modo como suas cadeias moleculares estão empacotadas/arranjadas. Em função deste arranjo de cadeias, é possível definir duas classificações de estruturas, comumente chamadas de fase, sendo elas: fase amorfa (que possui cadeias desordenadas) e fase cristalina (cadeias se encontram em um arranjo tridimensional ordenado). Portanto, tecnicamente não existe polímero totalmente cristalino uma vez que mesmo uma fase cristalina apresenta pequenas regiões amorfas e, por isso, eles são classificados como semicristalinos ou amorfos.

Cristalização: Polímero do estado Fundido para Sólido

Figura: Polímero do estado Fundido para Sólido. Fonte: Plastics Tecnology.

Como são formadas as regiões cristalinas?

Existem modelos que explicam a morfologia dos materiais poliméricos. Um dos mais antigos modelos é o de “Micela Franjada” e o atual é o de “Cadeias Dobradas”.

O primeiro modelo, os polímeros são constituídos por duas fases: pequenos cristalitos formados por segmentos moleculares de diferentes cadeias alinhados uns aos outros, dispersos em matriz amorfa. Porém, este modelo não explica a existência de monocristais poliméricos nem de esferulitos (estruturas formadas no processo de cristalização a partir de núcleos individuais que se desenvolvem radialmente).

Já o segundo, apresenta os polímeros formados por lamelas que constituem os cristais. Nestes, as cadeias estão orientadas na direção normal à superfície das lamelas, dobradas de forma regular sobre si mesmas dentro do cristal.

Do que depende a cristalização?

São diversos fatores que afetam a cristalização, e em muitas situações práticas há mais de um fator contribuindo a cristalização ou não de um material. Entres os fatores que afetam a cristalização de um polímero estão:

  • Estrutura química do polímero (tamanho de cadeia, elementos químicos presentes, radicais químicos presentes, etc);
  • Presença de impurezas/aditivos: agentes nucleantes, cargas inorgânicas, pigmentos, contaminações, etc;
  • Condições de processamento do material: taxa de aquecimento e resfriamento do mesmo, posterior tratamento térmico;
  • Solicitações mecânicas.

No próximo texto vamos nos aprofundar nestes fatores que afetam a cristalização de um polímero!

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Qual a importância da seleção de materiais?

Em meio a tantas opções de materiais, escolher o melhor para ser aplicado em um determinado projeto se torna algo extremamente difícil.

A ciência não para de descobrir e desenvolver novos materiais. Isso faz com que a escolha de um material adequado para determinado projeto fique cada vez mais difícil.  Entretanto, essa escolha é parte fundamental do projeto.

Qual a importância?

O sucesso do produto final depende fortemente do material utilizado. A escolha errada deste pode causar falha prematura do produto, bem como um produto superdimensionado será custoso para o projeto. Para ambos os casos, a escolha errada será refletida em custos e na segurança do usuário.

Assim, a seleção de materiais pode ser executada pensando em diferentes objetivos. Por exemplo:

  • Redução de custos;
  • Novas condições de serviço;
  • Novo processamento;
  • Redução de peso;

Dentre outros.

Mapa de Ashby – Módulo Elástico (Young) x Densidade, com IM’s. Fonte: sciencedirect

Mapa de Ashby – Módulo Elástico (Young) x Densidade, com IM’s. Fonte: sciencedirect

Como é realizada?

Para que seja possível chegar em uma lista de prováveis materiais que podem ser utilizados no projeto, podem ser utilizados os “Mapas das Propriedades dos Materiais”, conhecidos como Mapas de Ashby, que foi quem inicialmente desenvolveu o mesmo.

Estes mapas procuram agrupar todas as famílias de materiais cujas coordenadas compõem Índices de Mérito (ou de desempenho). Em geral, o agrupamento dos materiais nos mapas faz com que seja necessário o uso de escalas logarítmicas, ocasionando uma perda de definição, que é compensada ampliando-se regiões do mapa.

O índice de mérito (IM), em vermelho no mapa acima, é uma fórmula algébrica que expressa uma relação entre duas propriedades ou características. A partir disso, quanto maior o IM, mais adequado é o material para aquela função planejada.

Tem algum projeto e não sabe qual material usar?
A Afinko Soluções em Polímeros presta consultoria na seleção de materiais. Caso tenha interesse, entre em contato conosco: https://afinkopolimeros.com.br/contato

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Nós recomendamos:

Science Direct
Michael Ashby – Seleção de Materiais no Projeto Mecânico

02 Técnicas Fundamentais para Descobrir do que um Produto é Feito.

Entre as inúmeras técnicas de caracterização que existem, duas são fundamentais para descobrir de que tipo polímero ou “plástico” um produto é feito.

Uma das grandes solicitações que temos aqui na Afinko é para identificar o material de determinado produto.

Estes produtos algumas vezes são matérias-primas outras são produtos acabados. Em ambos os casos é possível realizar análises que indiquem sua composição principal. Para isso, nós utilizamos várias técnicas que fornecem as mais diversas informações.

Neste texto aqui nós comentamos sobre as análises físicas e químicas e suas diferenças.

Falando nisso, você já se inscreveu no nossos cursos de Caracterização Mecânica e Análise de Falhas em Peças Poliméricas?? Não?!

» Não perca a oportunidade! Inscreva-se nos links:

Em nosso site, você pode encontrar aproximadamente 40 técnicas de análises de materiais. Mas será que todas elas são necessárias?

Evidentemente que quanto mais análises realizarmos, mais informações teremos sobre o material. Porém separamos duas técnicas principais para determinar de que polímero é feito seu material: FTIR e DSC, as quais, sem dúvida nenhuma, são as mais utilizadas para caracterização de polímeros.

1)     Espectroscopia no Infravermelho (FTIR)

Nós falamos sobre o Ensaio de FTIR neste texto aqui.

Basicamente, através da análise do espectro resultante do ensaio, é possível observar os grupamentos químicos. A partir deles, na maior parte dos casos, é possível identificar o material polimérico do qual uma determinada amostra é composta. Isso só é possível pois cada polímero tem uma “impressão digital” no infravermelho.

O FTIR é um ensaio químico que permite identificar materiais desconhecidos e contaminações, determinar o índice de oxidação, avaliar degradação, quantificar alguns compostos, avaliar misturas de materiais, etc.

Análise FTIR - Em azul PET, em verde PBT.

Figura: Espectro obtido através da análise FTIR – Em azul PET, em verde PBT.

2)     Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

O Ensaio de DSC é utilizado para determinar algumas propriedades térmicas de um material como temperatura de Transição Vítrea (Tg), Temperatura de Fusão (Tm), Temperatura de Cristalização (Tc). Além de Tempo de Cristalização, Entalpia de Fusão, Porcentagem de Cristalinidade, Calor Específico, Capacidade Calorífica, Velocidade de Cura dos polímeros, etc.

Através dessa técnica é possível detectar tensões congeladas em peças acabadas, contaminação e mistura de materiais, tempo de oxidação (OIT e OOT), algumas quantificações para mistura de materiais, dentre outras aplicações.

Nós falamos detalhadamente sobre o Ensaio de DSC aqui.

Gráfico de uma análise DSC

Figura: Gráfico obtido através de uma análise DSC.

Da união das duas, vem a confirmação.

Assim, combinando os resultados das análises é possível afirmar qual é o material constituinte de uma determinada amostra polimérica.

Isso porque a análise de FTIR irá informar os grupamentos químicos presentes na amostra. Eles podem ser característicos de determinado polímero de fácil identificação, ou podem estar contaminados (ou misturados) com outro, alterando o espectro obtido, ou podem ser de algum que necessite de mais informações para afirmar o polímero.

Assim, no caso da segunda e terceira situações descritas acima, o Ensaio de DSC contribui para confirmar qual, ou quais, polímeros se encontram naquele produto.

 

Quer saber do que é composto seu material polimérico?!

Entre em contato conosco! Nós podemos ajudar!

Ensaio de DSC: https://afinkopolimeros.com.br/servicos/ensaios-laboratoriais/ensaios-termicos/#calorimetria

Ensaio de FTIR: https://afinkopolimeros.com.br/servicos/ensaios-laboratoriais/ensaios-quimicos/#ftir

 

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O que é um Polímero Auto-extinguível?

O triste episódio que aconteceu no CT do Flamengo este mês chocou o país.

Um dos assuntos que foram tratados nisso tudo, foi a questão do Poliuretano usado nos contêineres. Segundo a empresa fabricante dos contêineres, o material utilizado possui característica auto-extinguível. O que significa isso?

O que faz um polímero ser auto-extinguível?

Ser auto-extinguível é uma classificação determinada por norma, como a UL 94. Mas o que o faz ter essa classificação?

Isso acontece devido ao uso de aditivos.

Também conhecidos como modificadores de plásticos, os aditivos são substâncias adicionadas aos polímeros com o objetivo de melhorar alguma(s) propriedade(s), seja física, química ou elétrica, além de ter a capacidade de melhorar o processamento do mesmo. Em geral, são aplicados em pequenas quantidades (até 2%) antes da formação do pellet comercial.

E para que um polímero seja qualificado como auto-extinguível é utilizado um aditivo chamado: Retardante de Chamas.

Ensaio de Flamabilidade segundo a norma UL 94. Esquerda: PET; Direita: PMMA; Fonte: NUDECPlastic.

Como funciona o Retardante de Chamas?

Esse aditivo tem como objetivo RETARDAR ou, se possível, eliminar a propagação de chamas. Ele faz com que o material polimérico demore mais tempo para iniciar sua combustão, diminui a velocidade de queima e a emissão de fumaça.

Assim, o objetivo principal deste aditivo é SALVAR VIDAS.

Para que algo seja queimado é necessário combustível, oxigênio e chama. Sem oxigênio a queima não consegue se sustentar ou continuar. Assim, os retardantes de chama atuam através de dois mecanismos:

  • Remoção/Absorção do oxigênio do ar que envolve a chama;
  • Forma uma camada de material ao redor da chama para evitar o fluxo de calor.

Existem mais de 200 tipos de retardantes de chama, sendo que os elementos químicos mais comuns utilizados em sua composição sãobromo, cloro, fósforonitrogênio e hidróxidos metálicos.

Vale lembrar que alguns polímeros como o Policloreto de Vinila (PVC) é naturalmente um retardante de chamas, isso porque, durante sua queima, é produzido ácido clorídrico (HCl), água e gás carbônico. Dessa forma, ele utiliza ambos os mecanismos de retardamento. O cloro produzido reage com o oxigênio, removendo/absorvendo do redor da chama. O PVC incha formando uma camada que obstrui o fluxo de oxigênio.

Para poliuretano, o retardante mais utilizado são os baseados em fósforo. Seu funcionamento é diferente dos retardantes halogenados. Eles desidratam formando uma camada carbônica na superfície do material, impedindo que o fogo o atinja e que se forme a combustão.

No texto da próxima semana nós vamos explicar como é o Ensaio de Flamabilidade (ou Inflamabilidade) que determina se o polímero é ou não auto-extinguível.

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