Por que alguns plásticos duram muito tempo, enquanto outros envelhecem e racham rapidamente, apesar de todos serem materiais plásticos?(2)
Neste artigo, continuamos a discutir por que alguns plásticos são duráveis enquanto outros envelhecem e racham rapidamente.
III. Por que os materiais rotulados como PP e ABS podem variar muito em qualidade?
Muitas especificações de produtos apenas indicam material PP, material ABS ou material PC. No entanto, isso apenas indica a categoria geral do material e não diz nada sobre sua qualidade.
No que diz respeito ao PP, as opções incluem PP homopolímero, PP copolímero, PP transparente, PP modificado para resistência a impactos, PP resistente às intempéries, PP retardante de chamas, PP reforçado com fibra de vidro e PP para contato com alimentos.
Para o ABS, existem ABS de uso geral, ABS de alto impacto, ABS resistente ao calor, ABS retardante de chamas, ABS para revestimento e ABS resistente às intempéries.
Quanto ao PC, as classificações incluem grau transparente geral, grau retardante de chamas, grau resistente a UV, grau óptico, grau reforçado e grau modificado resistente a produtos químicos.
Diferenças nos tipos de materiais, formulações e aditivos levam a variações substanciais no desempenho final.
Outros fatores que afetam a qualidade incluem:
Se é adotada matéria-prima virgem
Se o material reciclado for misturado
A proporção de material reciclado utilizado
Se forem adicionados antioxidantes, estabilizadores de luz, retardantes de chama e agentes de endurecimento, então será possível adicionar esses elementos.
Seja reforço com fibra de vidro, enchimento mineral ou modificação da liga, o método de aplicação é o utilizado.
A temperatura de moldagem por injeção e as condições de secagem são adequadas?
A estabilidade do projeto do molde e do sistema de resfriamento é importante?
A estrutura do produto é razoável?
Portanto, mesmo que dois produtos sejam ambos marcados como "carcaça de ABS", sua durabilidade real pode ser completamente diferente.
Os consumidores veem apenas a abreviação do nome do material, enquanto os fabricantes controlam, na verdade, a qualidade, a formulação, a tecnologia de processamento e o sistema de controle de qualidade.
IV. Plásticos mais rígidos não significam maior durabilidade.
Muitas pessoas avaliam a qualidade do plástico pelo toque. Consideram os plásticos de alta qualidade se forem duros e baratos se forem macios. Esse julgamento não é necessariamente confiável. A dureza e a durabilidade de um material são dois conceitos diferentes.
Alguns materiais apresentam alta dureza, porém baixa resistência ao impacto, sendo propensos a rachaduras quando submetidos a impactos. Outros materiais relativamente macios oferecem melhor resistência ao desgaste, à flexão e ao impacto.
Tomando como exemplo as capas de celular: o policarbonato (PC) tende a ser mais rígido e transparente; o TPU é mais macio e resistente a dobras repetidas, mas amarela com facilidade; o silicone oferece um toque suave, porém atrai poeira com facilidade, além de apresentar desvantagens em termos de resistência a rasgos e manchas.
Cada material tem seus pontos fortes e fracos. A seleção adequada de materiais não se trata de maximizar uma única propriedade, mas sim de identificar os maiores riscos potenciais que o produto enfrentará.
Se o produto estiver sujeito a quedas, deve-se priorizar a resistência ao impacto.
Se o produto for usado ao ar livre por um longo período, a resistência às intempéries é o fator mais importante.
Se o produto for posicionado próximo a fontes de calor, é necessário considerar a resistência ao calor a longo prazo.
Caso o produto entre em contato com óleo, álcool ou produtos de limpeza, a resistência química é fundamental.
Caso o produto seja submetido a flexões repetidas, a resistência à fadiga e a resistência à flexão devem ser avaliadas.
A definição de durabilidade varia de acordo com os diferentes cenários de aplicação.
V. Vários casos típicos da vida real
1. Por que as capas de celular ficam amarelas?
Muitas capas de celular transparentes ou de cores claras amarelam com o tempo. Esse fenômeno geralmente está relacionado a fatores como o próprio material, radiação ultravioleta, oxidação, suor e gordura, calor e migração de aditivos. Nem todo amarelamento indica problemas de segurança com o material, mas sinaliza que a estabilidade da aparência do material se deteriorou. Para obter resistência ao amarelamento a longo prazo, é preciso considerar o sistema de material, o desempenho antioxidante, a resistência aos raios UV, o tratamento da superfície ou simplesmente optar por designs escuros ou opacos.
2. Por que as cadeiras de plástico ficam quebradiças após exposição prolongada ao sol?
Muitas cadeiras de plástico para uso externo, baldes de plástico e caixas de transporte tornam-se quebradiças após exposição prolongada à luz solar. Isso geralmente está associado ao envelhecimento por raios UV, ao envelhecimento termo-oxidativo, à qualidade do material e aos aditivos antienvelhecimento.
Um bom desempenho em ambientes internos não garante a adequação para aplicações externas. Ao selecionar produtos para uso externo, o custo não deve ser o único fator considerado; é necessário também verificar se o material possui um design resistente às intempéries.
3. Por que as bainhas dos cabos endurecem e racham?
Os materiais comuns para revestimentos de fios e cabos incluem PVC, borracha, TPE, TPU, borracha de silicone, entre outros. Os diferentes materiais variam muito em flexibilidade, resistência ao calor, resistência a baixas temperaturas, resistência a óleo, retardância à chama e resistência às intempéries. O endurecimento e o aparecimento de fissuras em alguns cabos após um longo período de uso podem ser causados pela migração de plastificantes, envelhecimento térmico, envelhecimento por raios UV, flexão repetida e fragilização por baixas temperaturas. Esses problemas não podem ser avaliados apenas pela espessura do revestimento; o sistema de materiais e o ambiente de serviço também precisam ser levados em consideração.
4. Por que as peças de plástico transparente racham inesperadamente?
Os materiais mais comuns para peças plásticas transparentes incluem PC, PMMA, PS, PET e outros. Transparência não significa desempenho idêntico. Algumas peças transparentes apresentam boa resistência a impactos, outras têm boa dureza superficial, algumas oferecem excelente resistência às intempéries, enquanto outras possuem resistência química mediana. Se peças plásticas transparentes forem submetidas a tensão constante e expostas simultaneamente a álcool, produtos de limpeza ou certos solventes, podem surgir microfissuras. Isso explica por que componentes que parecem quase idênticos e são ambos transparentes podem ter desempenhos drasticamente diferentes no uso prático.
VI. Como determinar se um componente plástico é adequado para um cenário de aplicação específico
Comece fazendo algumas perguntas-chave.
Primeiramente, será utilizado em ambientes internos ou externos? Para aplicações externas, deve-se priorizar a resistência à radiação ultravioleta, às variações de temperatura, à chuva, ao calor úmido e às intempéries.
Em segundo lugar, ficará exposto a altas temperaturas? Isso abrange não apenas o calor intenso de curto prazo, mas também a temperatura de serviço contínua por longos períodos.
Em terceiro lugar, suportará tensões a longo prazo? Se submetido a cargas permanentes, tensões de travamento, fixação por parafuso ou flexão repetida, é necessário levar em consideração a fluência, a fadiga e a fissuração por tensão.
Em quarto lugar, entrará em contato com produtos químicos? Óleos, álcool, produtos de limpeza, solventes, ácidos, álcalis e suor podem afetar certos plásticos.
Em quinto lugar, existem requisitos de aparência? Materiais transparentes, brancos e de cores claras são mais propensos a problemas visíveis, como amarelamento, arranhões, marcas de tensão e descoloração.
Sexto, qual é a vida útil necessária? Embalagens descartáveis, bens de consumo com vida útil curta, componentes automotivos, equipamentos para atividades ao ar livre e dispositivos médicos exigem tipos de materiais completamente diferentes.
Respostas claras a essas perguntas estabelecem a base para a seleção adequada de materiais plásticos.
VII. Em conclusão
Plásticos não são sinônimo de baixo custo e baixa qualidade. O sistema de materiais plásticos em si é extremamente complexo. Os plásticos podem ser de baixo custo ou de alto desempenho. Podem ser usados na fabricação de artigos descartáveis, bem como em componentes de engenharia. Podem envelhecer rapidamente ou permanecer estáveis por um longo período, com um projeto adequado.
A durabilidade de um plástico depende não apenas do fato de ser plástico, mas também dos seguintes aspectos:
Verificar se o tipo de material foi selecionado corretamente;
Verificar se a qualidade e a formulação são adequadas;
Se a tecnologia de processamento é estável;
Se a estrutura do produto é razoável;
Se o ambiente de serviço excede os limites operacionais do material.
Portanto, ao observarmos uma peça de plástico rachando, amarelando, tornando-se quebradiça ou pegajosa, não devemos concluir precipitadamente que “o plástico é de má qualidade”. Um conjunto mais preciso de perguntas seria:
Que tipo de plástico é utilizado?
Originalmente, era adequado para este cenário de aplicação?
A falha foi causada por problemas nos materiais, defeitos de processamento, falhas estruturais ou condições ambientais?
Compreender essas questões marca o verdadeiro início do domínio do conhecimento da matéria.
