Migração Total: Por que esse ensaio é tão importante para a indústria alimentícia?

O ensaio de Migração Total é extremamente essencial para alguns setores industriais. A indústria de alimentos, é uma das maiores dependentes desse tipo de análise laboratorial, uma vez que esse procedimento é responsável por testar embalagens que estarão em contato direto com alimentos.

A análise de Migração Total consiste em identificar a quantidade de componentes que migram do material polimérico que compõe a embalagem, para o alimento com o qual estará em contato durante o uso.

Como esse ensaio é realizado?

Para que se possa realizar o ensaio de Migração Total, deve-se obter uma pequena amostra do material que estará em contato com o alimento. O ensaio em si, consiste em simular todos os parâmetros ambientais e de contato que o material estará submetido em aplicação.

Em relação aos parâmetros ambientais, os dois principais são: a temperatura e o tempo. De acordo com o tipo de alimento, é analisado quanto tempo, em média, o produto levará para ser consumido, bem como a temperatura à qual o conjunto estará submetido até o consumo. Obtendo-se dessa forma os dois principais parâmetros ambientais para o ensaio.

Já em relação ao contato entre o material e o alimento, são analisadas algumas características químicas do alimento relevantes para o ensaio, como por exemplo o seu pH, entre outras características químicas que podem influenciar na migração de componentes.

Identificados os parâmetros ambientais e de contato, é escolhido um líquido simulante normalizado de acordo com as características químicas do alimento em questão. Ele é responsável por conferir ao ensaio as características do alimento em contato com o material, de acordo com suas propriedades químicas semelhantes.

Antes do início do ensaio de Migração Total a amostra é pesada. Após ter seu peso aferido a mesma é colocada em contato com o líquido simulante e submetida aos parâmetros ambientais de temperatura e tempo de exposição.

Após o tempo de ensaio, a amostra é retirada do simulante e tem sua massa medida novamente. Basicamente a quantidade de substâncias que migram do material testado para o simulante é o resultado do Ensaio de Migração Total.

Ensaio de Migração Total e sua importância para as embalagens alimentícias

E qual a importância em realizar o ensaio de Migração Total?

Os principais motivos da realização do ensaio de Migração Total, são a conservação das propriedades dos alimentos, como cor, sabor e odor, e a prevenção e diminuição de riscos de contaminação e intoxicação do consumidor.

Toda essa cautela é necessária porque além do próprio polímero, diversos outros compostos podem estar presentes na embalagem, como plastificantes, estabilizantes, cargas, colorantes, solventes, pigmentos, entre outros componentes que são utilizados para garantir determinadas propriedades que são desejadas às embalagens. Porém, em determinadas condições, tais componentes da formulação polimérica podem migrar para o alimento e podem ser tóxicos em alguns casos.

Quais as legislações que regulamentam o ensaio de Migração Total?

Para garantir que as devidas análises sejam realizadas, a Anvisa, tem uma portaria que regulamenta o ensaio de Migração Total para embalagens que terão contato direto com alimentos. A RDC51, é a portaria que regulamenta a obrigatoriedade da realização e o procedimento em si, bem como as condições de análise e parâmetros adequados.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza o ensaio de Migração Total. Caso tenha interesse em realiza-lo entre em contato através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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Prevenção de falhas: como o ensaio de Stress Cracking pode contribuir?

Os ensaios em materiais são os principais fatores que ajudam a prevenir falhas nas aplicações. Nesse contexto, o Stress Cracking é um ensaio com papel fundamental para a escolha de uma boa aplicação.

Por que os polímeros falham?

Há diversos constituintes que podem levar os materiais poliméricos a falhar. Isso pode ter relação com diversos fatores: escolha inadequada do material, falhas de projeto, parâmetros de processo de moldagem inapropriados e aplicação incorreta por parte do usuário.

Nesse sentido, os polímeros podem estar suscetíveis a falhas também por fatores ambientais. Esse tipo de falha pode estar relacionado principalmente com aspectos como temperatura, atmosfera de aplicação e com a incidência de raios ultravioleta, por exemplo.

Outros fatores capazes de ocasionar falhas nos polímeros são os mecânicos. Uma solicitação maior do que os limites de resistência de um material pode resultar em sua ruptura. A fadiga é um outro fator mecânico capaz de induzir alguns polímeros a falhas, mesmo abaixo de seu limite de resistência, quando os mesmos são submetidos a solicitações mecânicas cíclicas.

Alguns fatores químicos também podem induzir polímeros a falhas. Como a presença de compostos capazes de solubilizar, total ou parcialmente, os materiais poliméricos, bem como a presença de compostos que possam reagir de outras formas, com reações de oxidação ou degradação na estrutura.

E como prevenir as falhas em polímeros?

A principal alternativa para prevenção de falhas de polímeros em suas aplicações são os ensaios de caracterização e controle de qualidade. Os ensaios são os principais responsáveis por tornar previsível o comportamento de um polímero em sua aplicação.

Um dos principais ensaios aplicados para a previsão e prevenção das falhas, sobretudo em embalagens e peças aplicadas em contatos com fluidos, é o ensaio de Stress Cracking.

Nesse tipo de ensaio, os corpos de prova são submetidos a algum tipo de solicitação mecânica e simultaneamente colocados em contato com um fluido padronizado, visando simular as condições encontradas durante o uso e verificar o aparecimento ou propagação de trincas.

O aparecimento de tais trincas é acelerado pelo ambiente ao qual o plástico é exposto. As tensões que causam as trincas podem estar presentes interna ou externamente. Peças com tensões congeladas oriundas do processo, com cantos vivos em seu design ou com entalhes ou defeitos superficiais apresentam uma resistência mais baixa ao stress cracking.

prevenção de falhas através do ensaio de stress cracking

Uma das normas mais utilizadas para esse ensaio é a norma ASTM D1693, uma vez que a mesma define os requisitos para testes em materiais etilênicos. O método consiste em expor, à ação de um agente surfactante, corpos de prova de plástico dobrados com uma trinca de tamanho controlado em sua superfície. No ensaio de Stress Cracking são observadas a quantidade de fraturas que ocorreram num determinado tempo de ensaio.

O resultado do teste de Stress Cracking permite comparar diferentes materiais, fornecendo base técnica para a escolha adequada do material plástico a ser aplicado onde a resistência ao stress cracking é requerida, ajudando a evitar possíveis falhas nas peças plásticas.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza esses ensaios de Stress Cracking. Se você tem interesse em realizar alguns desses ensaios, entre em contato pelo e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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Quais cuidados devem ser tomados ao limpar a superfície de peças poliméricas com álcool?

A limpeza de superfícies com álcool faz parte de um hábito muito comum e de extrema importância para a higiene e principalmente em relação à saúde. Porém você sabia que alguns materiais são solúveis nesse tipo de composto orgânico e podem sofrer danos através dessa aplicação?

O hábito de aplicar produtos derivados de álcool, como por exemplo o próprio álcool gel, é bastante comum quando se fala sobre limpeza. Principalmente em momentos onde há riscos iminentes de contaminação, seja no trabalho ou em ambientes comuns.

O álcool é um muito importante quando tratamos da desinfecção não só de algumas partes do corpo, como as mãos, mas também de superfícies de objetos de uso pessoal ou comum. Esse composto orgânico apresenta propriedades microbicidas muito relevantes na prevenção de doenças e contaminações e, além disso, é de fácil acesso.

Porém, é importante saber que alguns materiais poliméricos são vulneráveis ao contato com o álcool. Isso ocorre porque cada polímero apresenta certa susceptibilidade à determinados tipos de solventes químicos. Ou seja, cada polímero é solúvel em solventes específicos, e insolúvel em outros.

Mas como ocorre esse mecanismo?

Para responder essa pergunta, é importante ressaltar que apenas os polímeros classificados como termoplásticos podem ser solubilizados por algum tipo de composto químico. Logo, os polímeros termofixos e elastômeros (apenas os que possuem ligações cruzadas) não apresentam solubilidade quando em contato com solventes.

(Se você não sabe o que é um polímero termoplástico, nós já escrevemos um texto sobre isso:  https://afinkopolimeros.com.br/termoplasticos-e-termofixo-entenda/)

Os polímeros termoplásticos, têm suas cadeias poliméricas ligadas entre si através de ligações secundárias. Essas ligações secundárias são forças de atração que se manifestam através da aproximação das cadeias. Quando algum composto orgânico, quimicamente apto a solubilizar um polímero específico, entra em contato com a superfície do mesmo, tem a capacidade de vencer essas ligações secundárias, responsáveis por tornar um polímero sólido, e se posicionam entre as cadeias poliméricas.

Ou seja, o solvente de um polímero, é um composto capaz de fazer com que a interação polímero-polímero seja enfraquecida. Esse processo faz com que o polímero perca algumas propriedades, principalmente as mecânicas, já que com o enfraquecimento e extinção das forças secundárias entre as cadeias, o estado sólido do polímero pode ser comprometido, junto as suas propriedades e sustentação mecânica.

E quais materiais podem ser atacados pelo álcool?

Um dos polímeros de uso comum que pode ser afetado pelo contato com álcool é o Policarbonato. Como explicado anteriormente, o álcool (etanol) é um bom solvente para o Policarbonato e assim tem a capacidade de dissolvê-lo. A pureza do solvente utilizada influencia bastante na capacidade de dissolução, porém sua aplicação, mesmo em menores concentrações, como álcool 70%, por exemplo, pode causar danos superficiais e mesmo a drástica perda de propriedades e integridade estrutural.

O Policarbonato tem diversas aplicações, sendo um dos principais materiais utilizados, por exemplo, na produção de lentes oftálmicas. Ambos também são utilizados na forma de chapas, responsáveis por substituir, em alguns casos, o vidro, aplicado em coberturas, faróis automotivos, entre outros produtos.

Cuidados ao limpar polímeros com álcool

 

Quais ensaios podem contribuir para a prevenção do problema?

 Para se obter a dimensão de possíveis danos causados pela aplicação desse tipo desse tipo de produto químico sobre alguns materiais, pode-se realizar um ensaio de resistência química, onde se avalia a estabilidade do material em relação a um possível ataque químico.

Outro ensaio que pode ser realizado é a análise de resistência mecânica após imersão. Nesse caso avalia-se o comportamento mecânico do material em questão após uma exposição do mesmo a um possível ataque químico.

Em alguns casos, dependendo qual o material em questão o ensaio de stress cracking também pode ser aplicado para a análise do comportamento e a identificação de possíveis falhas.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza todos esses ensaios. Se você tem interesse em realizar alguns desses ensaios, entre em contato pelo e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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Borracha: como fazer a identificação de cada tipo aplicadas em peças.

As borrachas são materiais imprescindíveis para diversos setores industriais. O setor automobilístico, por exemplo, necessita desse tipo de polímero para a aplicação em diversas partes de seus veículos e peças. Porém, outros setores também são dependentes desses materiais.

Apesar das propriedades características e exigidas de forma recorrente nas aplicações comuns desse tipo de material, como flexibilidade e alta deformabilidade sob tensão, as borrachas presentes em aplicações de engenharia podem conter inúmeras outras propriedades adicionais e de extrema importância para alguns usos desses materiais.

São exemplos dessas propriedades: a resistência química e térmica, principalmente para ambientes que proporcionarão altas temperaturas e contato com outras substâncias que podem ser nocivas e causar falhas em materiais que não possuem essas características.

Conhecer a composição e diversos outros parâmetros desse tipo de material é de extrema importância para todos os setores que utilizam borrachas, visando uma aplicação adequada, bem como a seleção do material, peça e fornecedor correto e financeiramente viável.

(Nós já postamos um texto falando sobre as formas de caracterizar uma borracha! Acesse agora no link: https://afinkopolimeros.com.br/borrachas-como-caracterizacao-quais-ensaios/)

Mas como posso descobrir a composição de uma borracha?

O primeiro passo para identificar a composição de uma borracha, são os ensaios térmicos e químicos. Os principais são FTIR e DSC.

O FTIR é a sigla para o ensaio conhecido como espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. Nesse ensaio, uma amostra do material é submetida a diversas ondas no espectro do infravermelho e de acordo com as frequências absorvidas pela amostra, é possível identificar a presença dos grupamentos químicos presentes na composição da borracha.

Imagem com exemplo de diversas peças feitas em borracha

 

A técnica de espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), aplicada na identificação de borrachas, atua da mesma forma que para os outros tipos de polímeros também. Essa técnica se baseia nas vibrações dos átomos em uma molécula quando se incide radiação eletromagnética, na faixa de frequências conhecida como infravermelho, sobre a amostra.

A radiação absorvida por uma molécula é convertida em energia de vibração, esta energia é registrada por um sensor e utilizada para fornecer evidências da presença de grupo funcionais na estrutura orgânica. A técnica de FTIR possui extensa aplicação na caracterização e identificação dos compostos poliméricos uma vez que além da identificação das bandas características do material pode ser aplicada para a análise quantitativa de misturas de compostos.

(Nós temos um post com um conteúdo exclusivo sobre o ensaio de FTIR. Confira no link: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-e-analise-de-ftir/)

Já o DSC é o equipamento responsável por realizar uma varredura de temperatura e mensurar as transições térmicas, sofridas por esse material. No caso das borrachas, é muito importante determinar o que chamamos de Tg (transition glass), conhecida como transição vítrea. Essa temperatura nos fornece informações importantes sobre a identificação da borracha em questão, bem como de alguns fatores relacionados ao comportamento desse material na temperatura onde será aplicada.

A técnica de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) é largamente utilizada para a caracterização de polímeros. Consiste em um ensaio no qual é medida a diferença de temperatura entre a amostra a ser caracterizada e uma substância inerte (referência), quando ambas são submetidas à um programa controlado de temperatura. A amostra é submetida a uma rampa de aquecimento uniforme, com temperatura monitorada por meio de um termopar e comparada com a temperatura da amostra de referência.

(Nós temos já fizemos um post com mais detalhes sobre a técnica DSC. Confira clicando no link: https://afinkopolimeros.com.br/dsc-o-que-e-e-para-que-serve/)

As transições entálpicas (endotérmicas ou exotérmicas), são responsáveis pela mudança na temperatura e indicam mudanças de fases, fusão, oxidação e vaporização, entre outras reações químicas. A análise de DSC é comumente utilizada para a determinação das temperaturas de transição vítrea, fusão cristalina e cristalização (Tg, Tm e Tc), entalpias de fusão e ocorrência de cinética de reações como cura, no caso de elastômeros, e decomposição.

E o que mais é importante para na identificação?

Outro ensaio de extrema importância na identificação de borrachas, é o de Dureza. Apesar de não ser classificado como um ensaio químico, este método pode determinar através de um ensaio sobre a superfície do material a profundidade da “indentação” que ocorre durante o ensaio.

Essa informação é bastante importante porque além de fornecer informações sobre o comportamento mecânico da borracha em aplicação, é importante também para que se determine qual o “grade” da borracha utilizadas na composição da peça.

Existem outros ensaios também?

Existem diversos outros ensaios que são capazes de fornecerem informações importantes para uma caracterização completa de qualquer tipo de dispositivo ou peça feita de borracha. Alguns ensaios são utilizados inclusive para a detecção de aditivos e cargas presentes na composição de alguns materiais específicos.

O ensaio de GC-MS (cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de Massas), por exemplo, é capaz de determinar aditivos que fazem parte da composição para desempenhar algumas propriedades ou que contaminam o material, indesejavelmente, causando alguma falha em diversas aplicações onde as borrachas podem desempenhar alguma função.

(Nós já postamos um texto sobre a técnica GC-MS, clique aqui e confira: https://afinkopolimeros.com.br/3-tecnicas-de-cromatografia-mais-usadas/)

A Afnko Soluções em Polímeros realiza todos os ensaios citados no texto para a caracterização de elastômeros. Deseja realizar algum desses ensaios? Então, entre em através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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Borrachas: quais as 3 principais formas de caracterizá-las e quais os principais ensaios?

As borrachas são materiais de extrema importância para vários segmentos industriais e na fabricação de diversos produtos . Caracterizá-las é muito importante para uma aplicação adequada.

Os elastômeros, popularmente conhecidos como borrachas, são polímeros que podem ser submetidos a elevados níveis de deformação e, quando o esforço é retirado, retornam ao tamanho original. Essa e outras propriedades muito especificas tornam essa classe de materiais essencial para algumas atividades do cotidiano e processos industriais.

Assim, em relação ao comportamento mecânico, a principal característica das borrachas é a alta capacidade de deformação quando uma carga é aplicada e a subsequente recuperação  quando tal carga é removida. Algumas Borrachas podem se deformar até 1000% em relação ao seu tamanho original, garantindo que somente esse tipo de material seja adequado para algumas aplicações.

Estruturalmente, como as borrachas são uma classe de polímeros, também possuem longas cadeias moleculares formadas por uma repetição de meros. Porém a principal característica estrutural das borrachas, que garante suas propriedades, é a elasticidade aliada à formação de ligações cruzadas presentes entre suas cadeias. Essas ligações presentes em uma densidade adequada para que “amarrem” as cadeias umas às outras, garantem que elas consigam manter sua elevada elasticidade e ao mesmo tempo ter resistência mecânica suficiente para cada aplicação.

É importante ressaltar, que diferente dos termofixos, as borrachas apresentam uma densidade menor de ligações cruzadas, garantindo que as mesmas tenham mobilidade suficiente para se deformar sem apresentarem comportamento frágil ao serem submetidas a uma tensão crítica.

(Não sabe a diferença entre os tipos de polímeros? Nós já postamos um texto sobre isso! Acesse o link: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-sao-polimeros/ )

Existem diversas formas de caracterizar as borrachas. E isso se aplica tanto a propriedades mecânicas, quanto às térmicas e químicas. A caracterização é muito importante para garantir que o material realmente possui as características exigidas para a aplicação desejada e também para prever possíveis falhas que possam ocorrer durante o uso.

Foto de pneus, um dos principais materiais feitos de borracha

 

Ensaios para análise do comportamento mecânico

Em relação às propriedades mecânicas, citaremos dois tipos de ensaios que podem ser realizados e que são de extrema importância para a caracterização de borrachas: O ensaio de Compression Set e Dureza Shore.

O Ensaio de Compression Set mede a deformação permanente, ou seja, deformação plástica irrecuperável após uma solicitação mecânica de compressão. Nesse caso a amostra é submetida a uma força ou deformação de compressão constantes, em um tempo e temperatura definidos, e a parcela de deformação que não foi recuperada após o ensaio é mensurada.

Já o ensaio de Dureza Shore avalia a resistência à penetração de uma ponta aguda na superfície do material. Nesse ensaio uma força é exercida através de uma ponteira de aço contra a superfície da borracha e após o ensaio é avaliada a profundidade da indentação, avaliando, desta forma, a dureza da amostra.

Ensaios para análise térmica

A análise térmica é muito importante para analisar o comportamento do material em relação às mais diversas variações de temperatura, e também para obter informações sobre a melhor faixa de temperaturas para a aplicação do material.

Um dos principais ensaios térmicos aplicado aos elastômeros é o DSC (Differential Scanning Calorimetry). No ensaio de DSC a amostra é submetida a uma varredura em uma faixa de temperaturas definida e, através das variações de entalpia, pode-se determinar as transições térmicas que nos darão informações como: temperatura de transição vítrea, temperatura e tempo de cura.

Vale ressaltar que o ensaio de DSC também é utilizado, em conjunto com outros ensaios, para identificação completa da composição dos elastômeros.

Ensaios para Análise química

Em relação a análise química dos elastômeros, podemos citar dois ensaios muito importantes onde a composição química, bem como a presença de aditivos, são determinadas. O FTIR, espectroscopia no Infravermelho por transformada de fourier e o GC-MS, que é a cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de Massas.

A análise de FTIR tem como resultados os grupamentos químicos presentes na composição da borracha, de acordo com a absorção de certas frequências específicas. Já o GC-MS é capaz de detectar a presença de diferentes substancias dentro da borracha, como aditivos.

Mas qual ensaio é o mais adequado para o meu material?

A resposta é: depende. Cada ensaio tem sua importância e é responsável por fornecer informações importantes para o estudo do comportamento do material em relação durante ao uso desejado. Porém é importante que se faça uma análise completa do material. Cada um dos ensaios é complementar ao outro e quanto mais informações forem obtidas, mais fácil e seguro será a escolha do material correto para desempenhar determinada aplicação.

A Afnko Soluções em Polímeros realiza todos os ensaios citados no texto para a caracterização de elastômeros. Deseja realizar algum desses ensaios? Então, entre em através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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DRX: Entenda a relação dos Raios X com os materiais!

A partir da sua descoberta, os Raios X passaram a desempenhar um grande papel na caracterização e desenvolvimento de novos materiais.

O que são os Raios X?

Os raios X foram e continuam sendo uma das maiores conquistas da ciência desde que foram descobertos, em 1895. Possuem uma enorme importância em diversos setores contribuindo para uma gama muito grande de aplicações. Grande parte da tecnologia desenvolvida e popularmente conhecida de aplicações se concentram no setor médico-hospitalar. Mas você sabia que os raios X também são muito importantes para a ciência dos materiais?

Os Raios X são ondas eletromagnéticas com frequência superior à radiação ultravioleta. São caracterizados por terem ondas com frequências maiores que 1016 Hz. Essas ondas quando direcionadas à matéria interagem com ela gerando alguns fenômenos como resposta. Por exemplo, em um exame ortopédico de Raios X, a radiação é lançada através da região em que se deseja observar e através da interação com os ossos e órgãos a imagem é gerada em uma chapa, por meio da resposta gerada pela interação radiação-matéria.

Como um material pode ser caracterizado utilizando Raios X?

No caso dos materiais, não é muito diferente. Os Raios X interagem com os cristais presentes nos materiais e permitem a identificação dos compostos e estruturas químicas presentes em sua composição. Isso se torna possível em função da interação radiação-matéria também poder ser mensurada nas aplicações de Raios X em materiais.

Um dos ensaios mais comuns realizados utilizando essa radiação em materiais é conhecido como DRX, ou Difração de Raios X. Nesse ensaio um feixe de ondas incide na superfície de uma amostra do material em diferentes ângulos. O fenômeno de difração de raios X por cristais resulta de um processo de espalhamento no qual os raios X são dispersos pelos elétrons dos átomos.

Imagem ilustrando como ocorre a difração dos raios X.

Dessa forma ao aplicar esse tipo de radiação em um material é possível medir a interferência e o ângulo da difração gerada pela região cristalina do material, bem como as interferências geradas pelas regiões desordenadas. Nesse caso é gerado um gráfico dos picos de difração em função do ângulo de incidência da radiação no material.

O padrão de difração resultante de um cristal, que compreende tanto as posições como as intensidades dos efeitos de difração, é uma propriedade física fundamental da substância, servindo não apenas para sua rápida identificação, mas também para a elucidação completa de sua estrutura.

(Se você ainda não sabe o que é um polímeros semi cristalinos, clique agora  no link: https://afinkopolimeros.com.br/polimero-cristalino-o-que-e-saiba-ja/ )

No caso dos materiais poliméricos, é possível determinar, por exemplo, a cristalinidade por meio da técnica de DRX, através das áreas geradas pelos picos cristalinos em relação a área de todo o espectro gerado. Outra informação que se pode obter é a estrutura formada pelos cristais e como estes se encontram organizados espacialmente.

A Afinko polímeros realiza o ensaio de DRX. Tem interesse em realizar esse ensaio? Entre em contato através do e-mail:

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Você conhece o Polietileno de ultra alta massa molar?

O polietileno (PE) é um dos polímeros mais consumidos, comercializados e utilizados no mundo. Principalmente para aplicações comuns. Porém aplicações de engenharia também são realizadas com esse material.

O polietileno, apesar de aplicado em grande volume em aplicações comuns, como sacolas, brinquedos e outros produtos do dia a dia, pode também ter como função aplicações avançadas. Um dos tipos de polietilenos que podem ser utilizados para aplicações de engenharia é conhecido como UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) ou Polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM).

De acordo com o próprio nome do polímero, a principal diferença desse tipo de polietileno para os demais é sua alta massa molar.

Quais as características do Polietileno de Ultra Alta Massa Molar?

Nesse polímeros, as cadeias poliméricas são relativamente muito maiores do que as cadeias encontradas no PE convencional. Desta forma, garante a esse material algumas propriedades superiores aos demais tipos de PE, como por exemplo elevada resistência à abrasão, elevada resistência química, boa propriedade mecânica e flexibilidade.

Propriedades desse tipo garantem que o UHMWPE possa ser aplicado em diversos setores, principalmente onde outros tipos de polímeros não se enquadrariam, por conta das limitações de suas propriedades. Um exemplo dessas aplicações são os implantes cirúrgicos. A resistência química unida a biocompatibilidade e as demais propriedades desse tipo de polietileno, permitem que o mesmo seja aplicado como próteses e outros dispositivos cirúrgicos.

Qual as principais aplicações?

O polietileno de ultra alta massa molar é aplicado principalmente no auxílio de interface de aplicações de implantes ortopédicos metálicos. Quando se aplica metais em regiões de articulações, não é recomendado que ocorra o atrito “metal com metal” nem “metal com osso” durante o movimento, para que não haja desgaste excessivo indesejado.

Para isso, necessita-se de um material de interface em que o metal possa deslizar em sua superfície, garantindo o movimento da articulação sem desgastes internos. Como o polietileno de ultra alta massa molar é resistente à abrasão, com boa resistência mecânica e com biocompatibilidade garantida, é um dos principais a ser utilizado nessa aplicação. O PEEK (poli-éter-éter-cetona) também é muito utilizado nessa aplicação, sendo seu principal substituto em potencial.

Simulação de prótese cirúrgica de polietileno aplicada em uma articulação humana.

Simulação de prótese cirúrgica de polietileno aplicada em uma articulação humana.

Quais normas regulamentam a caracterização do UHMWPE?

Para que esse tipo de polietileno seja aplicado no setor de implantes cirúrgicos, é necessário que seja realizado alguns ensaios de acordo com algumas normas. Uma das mais comuns para o UHMWPE é a ASTM F648.

A F648 é uma norma responsável por avaliar o UHMWPE e regulamenta quais ensaios devem ser realizados para caracterizar o polietileno de ultra alta massa molar que será aplicado em implantes cirúrgicos. Um dos ensaios que a norma regulamenta é o de impacto Izod. O ensaio de impacto Izod é responsável por determinar a resistência mecânica ao impacto do polietileno de ultra alta massa molar, nos dando informações importantes para garantir que o material tenha estabilidade mecânica em sua aplicação. Outros ensaios que podem ser realizados para este tipo de material e aplicação são: tração, densidade e o teor de cinzas.

(Nós já postamos um texto explicando como funciona o ensaio de impacto Izod. Acompanhe no link: https://afinkopolimeros.com.br/impacto-izod-ou-charpy-ja-ouviu-falar-sobre-eles/ )

Já o ensaio de tração é responsável por determinar a resistência mecânica do material, medindo sua resposta quando o mesmo sofre uma solicitação de forças opostas. Já no caso do ensaio de densidade, é possível obter do material a informação da relação massa por volume de UHMWPE.

O ensaio de teor de cinzas é responsável por analisar o teor, em massa, de matéria inorgânica. Nesse último o material é colocado em um MUFLA e aquecido acida de sua temperatura de degradação, onde no final é aferido o valor da massa de cinzas restantes, ou seja, de matéria inorgânica.

Tabela responsável por determinar a classificação do UHMWPE.

Tabela retirada na norma ASTM F648:2014 responsável por classificar o material de acordo com os resultados de cada ensaio.

De acordo com os resultados obtidos nesses 4 principais ensaios regulamentados pela norma, o material pode ser classificado em tipo 1, tipo 2 ou tipo 3, de acordo com a faixa de resultados obtidos e a tabela descrita acima.

A Afinko Soluções em Polímeros realiza todos esses ensaios regulamentados pela norma ASTM F648.

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