Uma visão geral dos aditivos termoplásticos

Os termoplásticos são polímeros plásticos com baixo ponto de fusão que derretem quando aquecidos, solidificam quando resfriados e podem ser re-fundidos após a cura sem prejudicar a integridade física do material. Os termoplásticos são fortes, mas flexíveis, resistentes ao encolhimento e absorventes de choque, e fáceis de usar, pois não é necessário pós-processamento. Aplicações comuns incluem prototipagem e uma ampla gama de produtos de consumo, como sacos de lixo, panelas, brinquedos infantis e até peças automotivas.

Os termoplásticos naturalmente possuem muitas propriedades químicas e mecânicas vantajosas, mas às vezes os engenheiros querem levar essas propriedades para o próximo nível ou dar ao plástico novas características, como maior resistência ou biocompatibilidade. É aí que entram os aditivos e cargas. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre os aditivos e cargas termoplásticas mais comuns, além de considerações importantes para engenheiros.

Como funcionam os enchimentos e aditivos?

Praticamente todos os produtos de plástico no mercado hoje – de equipamentos esportivos a pára-choques sintéticos em carros e seringas hipodérmicas – são combinações de um polímero básico e um aditivo. Sem aditivos, mesmo o polímero plástico mais avançado não funcionaria tão bem quanto poderia. As propriedades químicas e físicas adicionais oferecidas pelos aditivos tornam os plásticos mais limpos, seguros e fortes. Os fabricantes também podem empregar aditivos para prolongar o ciclo de vida de suas peças sem aumentar os custos.

Além de oferecer propriedades adicionais, as cargas reduzem os custos da matéria-prima ao diminuir o consumo de resina.

Aditivos e cargas termoplásticos comuns

Existe um aditivo ou enchimento para praticamente todas as propriedades químicas ou mecânicas que um engenheiro pode querer alcançar. Aqui estão quatro dos aditivos e cargas mais comuns no mercado hoje:

Fibras de vidro

As fibras de vidro são o tipo mais comum de aditivo termoplástico usado para moldagem por injeção. As fibras de vidro melhoram significativamente a resistência e a rigidez do plástico ao qual são adicionadas, mas as fibras também tornam o plástico mais quebradiço. Como tal, as fibras de vidro são recomendadas apenas para aplicações nas quais a peça não terá que suportar tensão ou deflexão de alto impacto.

No entanto, adicionar fibras de vidro a uma resina termoplástica afetará o processo de moldagem e design de várias maneiras. Por exemplo, as fibras de vidro podem restringir a taxa de encolhimento da resina base, o que cria um padrão de encolhimento não linear e aumenta o risco de empenamento. Quando as resinas encolhem de forma desigual, podem ocorrer furos, mudanças imprevistas no fluxo e na forma e alterações na espessura da parede. Os engenheiros devem manter esses riscos em mente ao considerar as fibras de vidro.

Enchimentos cerâmicos

Enchimentos cerâmicos podem ser adicionados a um termoplástico para tornar a peça mais resistente ao calor. Os enchimentos cerâmicos são semelhantes às fibras de vidro, pois ambos conferem resistência a uma peça – infelizmente, compartilham as mesmas limitações. Peças com enchimentos cerâmicos podem ser quebradiças e são mais suscetíveis a lascas ou rachaduras com o impacto.

A orientação e a forma da fibra desempenham um papel importante quando se trata de empregar cargas cerâmicas e fibras de vidro. Fibras, flocos, pós e grânulos são todos dimensionalmente diferentes e, portanto, podem afetar certas propriedades da peça.

Por exemplo, os grânulos são uniformes, empilháveis ​​e aumentam a deflexão térmica do termoplástico. Além disso, os grânulos minimizam o impacto de quaisquer estressores internos causados ​​pelo enchimento. Infelizmente, as contas não aumentam muito a resistência de um material. Uma vez que os engenheiros escolhem o aditivo ou material de enchimento mais adequado para suas necessidades, eles também devem considerar a forma desse enchimento ou aditivo.

Espessantes

Os engenheiros geralmente adicionam espessantes a polímeros líquidos à base de resina para torná-los mais viscosos. A maioria dos aditivos espessantes vem de grupos de polímeros formadores de sal ou hidrofílicos porque formam ligações tridimensionais que retardam o movimento do plástico em baixas taxas de cisalhamento. Os espessantes podem ser encontrados em adesivos, selantes, revestimentos e alguns produtos de higiene pessoal.

Antioxidantes

Quando um polímero reage com o oxigênio, o material pode perder sua resistência e alongamento. Além disso, a oxidação pode causar descoloração e rachaduras no acabamento da superfície da peça. Antioxidantes são adicionados aos termoplásticos para prevenir a oxidação e retardar a degradação na presença de calor excessivo, ozônio e radiação. Os antioxidantes também protegem a peça dos radicais livres e da luz UV, tornando-a ideal para aplicações nas quais a peça entrará em contato com condições climáticas potencialmente prejudiciais.

Comece com aditivos termoplásticos

Aditivos e cargas termoplásticas são uma parte essencial do repertório de qualquer fabricante de peças plásticas, e sua versatilidade os torna ideais para uma ampla gama de casos de uso. No entanto, fibras de vidro, cargas cerâmicas, antioxidantes e espessantes são apenas o começo. Esta visão geral não abrange outras categorias de aditivos, como antimicrobianos, modificadores de impacto, plastificantes, estabilizadores de luz e muito mais. Engenheiros e equipes de produto devem iniciar o processo de seleção de materiais com um conjunto claro de requisitos para seu projeto para determinar quais aditivos ou cargas eles devem selecionar da ampla gama de opções disponíveis comercialmente.

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