Ciência dos Materias (PP)

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SUMÁRIO INTRODUÇÃO................................................ 03 1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS SOBRE O POLÍMERO................04 1.1 Definição de polímeros............................04 1.2 Cadeia produtiva de polímeros.....................04 2. POLIPROPILENO..........................................06 2.1 Comercialização do polipropileno..................06 2.2 Preparação do monômero para obtenção do PP........07 2.3 Polimerização do Polipropileno....................08 2.3.1 Polimerização em fase gasosa.................08 2.3.2 Polimerização em lama........................08 2.4 Estrutura do Polipropileno........................09 2.4.1 Polipropileno Atático........................10 2.4.2 Polipropileno Isotático......................11 2.5 Tipo de Polipropileno.............................11 2.6 Características do polipropileno..................12 2.7 Aditivos comumente utilizados em polipropileno....15 2.8 Propriedades do Polipropileno.....................16 2.8.1 Vantagens e desvantagens do PP...............17 3. APLICAÇÃO DO POLIPROPILENO NA INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA 18 3.1 Características do PP para construção de peças automotivas 18 3.2 Aplicações típicas do PP em automóveis............19 3.2.1 Interior do Veículo..........................19 3.2.2 Exterior do veículo..........................22 3.3 Polipropileno reciclado em peças automotivas......22 CONCLUSÃO................................................. 25 2 | Página

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO......................................................................................................03

1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS SOBRE O POLÍMERO..................................04

1.1 Definição de polímeros................................................................................04

1.2 Cadeia produtiva de polímeros....................................................................04

2. POLIPROPILENO.............................................................................................06

2.1 Comercialização do polipropileno................................................................06

2.2 Preparação do monômero para obtenção do PP........................................07

2.3 Polimerização do Polipropileno...................................................................08

2.3.1 Polimerização em fase gasosa..............................................................08

2.3.2 Polimerização em lama.........................................................................08

2.4 Estrutura do Polipropileno...........................................................................09

2.4.1 Polipropileno Atático..............................................................................10

2.4.2 Polipropileno Isotático............................................................................11

2.5 Tipo de Polipropileno...................................................................................11

2.6 Características do polipropileno..................................................................12

2.7 Aditivos comumente utilizados em polipropileno.........................................15

2.8 Propriedades do Polipropileno.....................................................................16

2.8.1 Vantagens e desvantagens do PP........................................................17

3. APLICAÇÃO DO POLIPROPILENO NA INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA. . .18

3.1 Características do PP para construção de peças automotivas...................18

3.2 Aplicações típicas do PP em automóveis....................................................19

3.2.1 Interior do Veículo..................................................................................19

3.2.2 Exterior do veículo.................................................................................22

3.3 Polipropileno reciclado em peças automotivas............................................22

CONCLUSÃO.......................................................................................................25

REFERÊNCIAS.....................................................................................................26

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Page 2: Ciência dos Materias (PP)

INTRODUÇÃO

A indústria automobilística é considerada uma das atividades industriais

mais importantes e, nas duas últimas décadas, teve um crescimento significativo

tanto em volumes produzidos quanto em modificações na produção. Tais

mudanças ocorreram devido à introdução de novas técnicas produtivas,

implantação de plantas mais modernas, novos produtos e alterações nas partes

que compõem os veículos.

A inclusão de qualquer material pela indústria automobilística depende

diretamente da contribuição que este traz para seu crescimento e eficiência. O

emprego de plásticos na indústria automotiva está relacionado com a facilidade

de reciclagem e com a leveza que esses materiais podem conceder aos veículos.

O plástico que se destaca neste setor é o Polipropileno (PP).

O objetivo deste trabalho é fazer uma abordagem do desempenho do PP

apresentando de forma clara e relevante sua versatilidade, buscando responder a

seguinte questão: por que é crescente a aplicação do polipropileno na indústria

automobilística para a fabricação de autopeças? As hipóteses levantadas são: a

facilidade e baixo custo de processamento do PP, suas propriedades que são

muito versáteis, sua facilidade de reciclagem, baixa densidade, tenacidade e

capacidade de alta produtividade, e também devido ao seu desempenho que é

muito semelhante ao de materiais nobres.

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1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS SOBRE O POLÍMERO

1.1 Definição de polímeros

A palavra POLÌMERO vem do grego poli, cujo significado é “muito”, e de

mero, que quer dizer “parte” ou “unidade” (que se repete). Os meros, para

formarem um polímero, são ligados entre si através de ligações primárias,

estáveis. Ou seja, polímero é qualquer material orgânico ou inorgânico, sintético

ou natural, que possua um alto peso molecular e variedades estruturais repetitivas

normalmente de baixa massa molecular. E sua base estrutural são átomos de

carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, flúor e em outros elementos não

metálicos.

Os polímeros podem ser classificados, referente à quantidade de meros, da

seguinte forma: polímeros que possuem apenas um tipo de mero são chamados

de homopolímeros, os que possuem tipos diferentes de meros são copolímeros e

os que possuem três meros diferentes pode-se chamar de ter polímeros.

1.2 Cadeia produtiva de polímeros

Para a produção de polímeros são necessárias matérias-primas

apropriadas. Essas matérias-primas estão distribuídas em três grupos: produtos

naturais (celulose e borracha natural), hulha ou carvão mineral e petróleo, sendo

que o petróleo é a fonte mais importante porque é através dele que podem ser

obtidas várias frações tais como GLP, nafta, gasolina, querosene, entre outros. A

fração mais importante para a produção de polímeros é o nafta, pois dele obtêm-

se várias frações gasosas contendo moléculas saturadas e insaturadas

(propileno, etileno, buteno, etc.) e é a partir dessas moléculas insaturadas que se

realiza a síntese de polímeros, como pode ser visto a seguir, neste caso como o

foco da pesquisa esta no polipropileno, pode-se ver o destaque do mesmo a

seguir:

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Page 4: Ciência dos Materias (PP)

A petroquímica do polímero é desenvolvida a partir do etileno, do propileno

e do butadieno dos quais se têm a produção dos principais polímeros comerciais.

Por exemplo, do propileno se obtêm o PP (Polipropileno).

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Óleo Cru

Nafta

Propileno

Polipropileno

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2. POLIPROPILENO

2.1 Comercialização do polipropileno

As primeiras tentativas de polimerização do Polipropileno não foram

satisfatórias, pois não obtiveram resultados significativos a ponto de comercializá-

lo. As tentativas continuaram até que o Professor Natta, da Itália, conseguiu

realizar a polimerização do PP através de um catalisador estéreo específico e,

pela primeira vez, os polímeros puderam ser produzidos sinteticamente com

estrutura espacial regular e até pré-determinada.

Um catalisador estéreo específico é aquele que controla a posição de cada

unidade monomérica à medida que se a adiciona à cadeia polimérica, dando

assim lugar à formação de um polímero final de estrutura regular a partir de um

monômero assimétrico como o propileno.

Desde a introdução do PP em 1954, esse polímero se tornou uma resina

muito importante e de constante crescimento, sendo considerado como o terceiro

termoplástico mais vendido no mundo (abaixo do polietileno de baixa densidade e

do PVC) e posto em uma zona de transição entre os plásticos de engenharia e os

de grande consumo. Em 2002 esse polímero era produzido em 180 fábricas por

cerca de 50 países contando com o Brasil e sua produção pelo mundo chegou a

40 milhões de toneladas, o que corresponde a 15% de tudo o que é produzido em

plásticos. Considerado como um das plásticas commodities de maior crescimento,

no Brasil representa 23% dos termoplásticos consumidos competindo com outros

plásticos de engenharia. As resinas de PP podem passar por um processo de

transformação ou de adição de cargas para obtenção de compostos de PP que

atenderá a uma grande quantidade de empresas.

O inter-relacionamento entre os diversos participantes da cadeia produtiva

de resinas e compostos de PP pode ser a seguir:

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2.2 Preparação do monômero para obtenção do PP

O Polipropileno é obtido comercialmente através de gases de refinaria em

misturas de propano-propeno via destilação e, para que ocorra a polimerização, é

necessário que o propeno seja extremamente puro, isento de água (a presença

de água pode destruir o catalisador) e, se existir, também deve ser removido o

metilacetileno para que não aja como iniciador de ligações cruzadas.

A seguir mostra como é o monômero de Polipropileno:

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2.3 Polimerização do Polipropileno

2.3.1 Polimerização em fase gasosa

O que caracteriza o processo de polimerização em fase gasosa é a

ausência de fase líquida na zona de polimerização. A reação acontece em um

limite comum entre o catalisador sólido e o gás absorvido pelo polímero. A

reação fornecendo o monômero é mantida pela fase gasosa retirando do sistema

o calor ocasionado pela reação e fazendo a mistura e agitação das partículas.

Esse tipo de polimerização pode produzir diversos tipos de polietilenos, pois não

tem restrições em relação à solubilidade e viscosidade.

As vantagens que este processo traz para a produção do Polipropileno são:

flexibilidade na massa molar resultante da facilidade de controle da vazão de

nitrogênio o que ocasiona uma grande variedade de especificações do produto

final; baixo custo de operação; boa segurança; como não há polímeros

dissolvidos no meio, há uma maior incorporação de comonômeros.

A desvantagem da polimerização a gás é que o controle de temperatura

do sistema não é eficiente como, por exemplo, em um processo de fase líquida

onde a remoção de calor é realizada pelo solvente. No processo gás essa retirada

de calor é feita pela corrente de recirculação.

2.3.2 Polimerização em lama

A polimerização em lama ocorre quando o polímero é insolúvel no solvente.

O processo de polimerização em lama do propreno é da seguinte forma:

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O propeno em alta pressão (cerca de 100 atm) é levado a um reator onde

já se encontra uma dispersão homogênea de catalisador em hidrocarboneto

líquido. A temperatura é mantida suficientemente baixa para permitir a

precipitação do polímero quando formado. A agitação é contínua até que o

conteúdo de polímero gire por volta de 35 a 40%, quando a “lama” formada é

bombeada para um tambor onde o propeno que não reagiu é separado e

reciclado. A lama é então centrifugada para remoção do hidrocarboneto líquido.

Este e as condições de temperatura são escolhidas de modo que qualquer

polímero “atático” formado permaneça em solução e possa ser removido junto

com a fase líquida. Após esse processo, o catalisador do polímero é retirado

com uma solução diluída de gás HCL em álcool metílico, lavado com água

para remoção do ácido, destilado com vapor para remoção de traços de

solvente, secado, processado em máquina extrusora e peletizado

(transformado em grãos para facilitar o processamento).

2.4 Estrutura do Polipropileno

A seguir mostra a unidade estrutural básica do PP:

E a seguir mostra a estrutura espacial de uma cadeia de Polipropileno:

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2.4.1 Polipropileno Atático

Quando o propeno é polimerizado sem a presença de catalisadores

estérea específicos, ocorre a produção de ligações ao acaso e de polímeros

elásticos que são denominados de polímeros de estrutura atática.

Um meio de obtenção do PP atático é a polimerização por intermédio de

coordenação com catalisadores metalocêntricos não específicos, como por

exemplo, o dicloreto de bis-(indenil) zircônio (Ind dois Zrcl 2 ) ou pelo dicloreto de

bis-(fluorenil)zircônio (Flu 2 ZrCl 2 ). Realiza-se a polimerização em meio de

hidrocarbonetos aromáticos, é ativado o metaloceno por metil-aluminoxano (MAO)

o que resulta um sistema catalítico homogêneo.

Ao final da reação, o polímero formado é solúvel no meio reacional e pode

ser recuperado por precipitação em metanol ou etanol.

A seguir mostra a reação do Polipropileno Atático:

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2.4.2 Polipropileno Isotático

Quando na polimerização do PP utilizam-se catalisadores estéreos

específicos, sua estrutura fica regular fazendo com que o PP fique com uma

cristalização semelhante a do Polietileno, isso acontece devido às moléculas se

aproximarem fortemente uma das outras, porém, essa cristalização raramente

excede a 65-70% pois como há a presença do grupo metila, o movimento das

moléculas do polímero é limitado.

A seguir pode-se observar a fórmula estrutural do Polipropileno Isotático.

2.5 Tipo de Polipropileno

Há vários tipos de PP dos quais podem ser classificados como:

• PP Homopolímero: apresenta apenas um propeno na cadeia

molecular, possui faixas mais estreitas de propriedades e estrutura mais simples.

• PP Copolímero Randômico: apresenta propreno e eteno (6% em

peso) que se distribuem aleatoriamente ao longo da cadeia. Possui cristalinidade

inferior ao PP Homopolímero.

• PP Copolímeros resistentes ao impacto: apresenta cerca de 40% em

peso de borracha etileno-propileno. Muito utilizado quando se necessita de

resistência ao impacto.

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Page 11: Ciência dos Materias (PP)

A tabela a seguir mostra algumas propriedades dos diferentes tipos de

Polipropileno e suas faixas:

2.6 Características do polipropileno

A versatilidade do PP é sua característica mais valiosa (destaque na tabela

abaixo). Ele pode ser adaptado para utilização em vários métodos de fabricação e

diversas aplicações. Sua excelente resistência química, baixa densidade, ponto

de fusão e custo contribuem para sua versatilidade.

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Page 12: Ciência dos Materias (PP)

O Polipropileno tem excelente resistência à ruptura por flexão e fadiga,

resistência a impactos acima de 15°C, boa estabilidade térmica, baixo custo,

leveza, resistência química, excelente propriedades elétricas e alguns tipos

podem ser submetidos à galvanoplastia.

As propriedades mecânicas de maior interesse para o engenheiro de

design de produto PP são rigidez, força e resistência ao impacto. A rigidez é

medida por uma série de diferentes testes de impacto. Estas propriedades

mecânicas são utilizadas principalmente para prever as propriedades de artigos

moldados. A força é geralmente definida pelo stress no ponto de produção ao

invés de pela força de ruptura, mas a força de ruptura é geralmente especificada

para as fibras ou filme de materiais sob tensão de tração. Para compreender o

uso e comparação de dados de propriedades mecânicas, é preciso lembrar que

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Page 13: Ciência dos Materias (PP)

as propriedades mecânicas não são medidas nas resinas em si, mas nas

amostras fabricadas a partir da resina e, é a partir da física que regem a

fabricação e procedimentos de testes mecânicos que as propriedades mecânicas

são derivadas. O módulo de flexão ou rigidez geralmente aumenta à medida que

o nível de cristalinidade aumenta em um produto de PP, mas também depende do

tipo de morfologia do cristal. Assim, a rigidez geralmente diminui à medida que a

cristalização (Taticidade) diminui, ou, no copolímero aleatório, conforme aumenta

o teor de etileno, pois este tende a diminuir a cristalinidade.

As características do PP podem ser alteradas acrescentando cargas,

reforços ou misturando-o a outros monômeros especiais (blendas). E é possível

conferir ao PP características próximas aos plásticos de engenharia e balanço

entre tenacidade e rigidez com a introdução de borracha, geração de orientação

molecular, adição de cargas e agentes nucleantes.

A seguir podem ser observadas as propriedades típicas do Polipropileno.

A temperatura de amolecimento do PP é de 160°C e sua alta cristalinidade

lhe proporciona elevada resistência mecânica, rigidez e dureza que se mantém

mesmo em temperaturas elevadas.

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Page 14: Ciência dos Materias (PP)

2.7 Aditivos comumente utilizados em polipropileno

Há muitas maneiras em que as propriedades mecânicas do PP podem ser

modificadas para atender a uma grande variedade de aplicações de uso final.

Vários enchimentos e reforços, tais como a fibra de vidro, mica, talco e carbonato

de cálcio, são ingredientes típicos adicionados à resina de PP para alcançar o

custo-benefício das propriedades mecânicas. Materiais fibrosos tendem a

aumentar as propriedades mecânicas e térmicas, resistência à tração e flexão,

módulo de flexão, temperatura de deflexão térmica, resistência à fluência, e até

mesmo resistência ao impacto. Bordões, tais como talco e carbonato de cálcio,

são freqüentemente usados como diluentes, reduzindo assim o custo do material

final, no entanto, algumas melhorias na rigidez e impacto podem ser obtidas com

esses materiais.

O leque de potenciais utilizações do Polipropileno é quase ilimitado através

do uso de modificadores, aditivos e cargas. Novos desenvolvimentos de nano

compósitos aumentaram ainda mais a aplicação de PP.

Ao PP formulado com composto, podem-se adicionar diversos tipos de

cargas e aditivos que pode ser moldado em todos os processos de

transformação. Os aditivos mais utilizados em PP são:

• Estabilizantes: São utilizados para reduzir a velocidade de degradação do

polímero. É aplicado no PP para que ele não perca sua ductilidade quando

exposto a radiação ultravioleta.

• Retardantes de chama: São utilizados pelas indústrias em artigos como:

partes internas de automóveis e aeronaves, fios e cabos, tanques de

combustíveis e armazenamento entre outras aplicações a fim de diminuir a

inflamabilidade do polímero.

• Modificadores de impacto: São borrachas e apresentam baixa

miscibilidade com o polímero. Pode ser utilizado o método de adição de

partículas de borracha através de mistura mecânica ou, na presença do

componente elastomérico, a polimerização do polímero vítreo obtendo-se um

copolímero do tipo enxertado. O PP modificado com elastômero pode ser

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Page 15: Ciência dos Materias (PP)

utilizado em baixas temperaturas. Os principais modificadores utilizados são as

borrachas EPM e EPDM via mistura mecânica. Os produtos provenientes têm

aplicação de destaque na indústria automobilística na confecção de componentes

submetidos a impactos como, por exemplo, pára-choques.

• Pigmentos: São utilizados para dar cor aos polímeros, aumentar o brilho,

além de conceder estabilidade à radiação ultravioleta.

• Cargas: São aplicadas em polímeros para alterar suas propriedades

físicas, aumentar a viscosidade do material fundido, diminuir a resistência ao

impacto e a fadiga além de baixar os custos. As fibras são cargas mais eficientes

na melhora das propriedades mecânicas dos polímeros devido a possuírem

elevada razão de aspecto.

• Agentes nucleantes: São aplicados quando se deseja melhorar as

propriedades físicas e reduzir os ciclos de processamento dos polímeros

cristalizáveis. O benzoato de alumínio ou potássio e sorbitol de bis-benzilideno

são bons nucleantes para o PP.

2.8 Propriedades do Polipropileno

O PP possui algumas propriedades importantes que devem ser levadas em

consideração para que ele possa ser utilizado da melhor forma:

• Propriedades elétricas: Devido ao fato de o PP possuir natureza não-

polar, tem excelentes propriedades elétricas que são aliadas às excelentes

propriedades mecânicas. A isotaticidade e o peso molecular não afetam as

características elétricas, mas a presença de catalisador sim.

• Propriedades químicas: O PP não possui fragilidade ambiental e possui

boa resistência aos óleos e as graxas. Sua permeabilidade ao oxigênio, dióxido

de carbono e a água é intermediária à dos dois tipos de polietilenos.

• Propriedades térmicas: O PP apresenta resistência limitada ao calor,

mas, para aplicações que exijam uso prolongado a altas temperaturas, pode ser

utilizado PP do tipo termo estabilizado. Para, para que o PP não sofra degradação

oxidativa nos processamentos com altas temperaturas, pode-se estabilizá-lo por

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Page 16: Ciência dos Materias (PP)

certo tempo adicionando pequenas quantidades de antioxidantes. Adicionando

2% de negro de fumo, limita-se a degradação foto-oxidativa.

• Propriedades físicas: O PP possui propriedades físicas semelhantes às

do Polietileno de alta densidade, todavia, possui dez pontos a mais de dureza e

18 a 20°C a mais de ponto de amolecimento. Em contrapartida, dá artigos

moldados com maior brilho e, em relação ao molde, tem menor encolhimento.

Possui alta resistência à flexão prolongada permitindo a produção de peças

com resistência à dobra permitindo agüentar muitas flexões antes de se

romperem. A resistência ao impacto é afetada, em particular, pelas baixas

temperaturas, mas pode ser melhorada através da copolimerização com outras

olefinas ou da adição de pequena quantidade de borracha de butila ou

poliisobutileno (neste caso, comprometeria a rigidez e a resistência às altas

temperaturas). Para pode-se aumentar ou melhorar a propriedade de resistência,

com reforços de fibra de vidro.

• Propriedades reológicas: O PP tem comportamento não-Newtoniano, ou

seja, em virtude de sua taxa de cisalhamento, possui uma variação não linear de

viscosidade. Como seu ponto de fusão é bem definido, acima desse ponto tem

viscosidade mais baixa em relação às outras poliolefinas. Quando submetido a

altas temperaturas, altas taxas de cisalhamento e sob presença de oxigênio, suas

moléculas se rompem e há o decréscimo gradativo da viscosidade.

2.8.1 Vantagens e desvantagens do PP

As vantagens do uso de plástico nos automóveis são: reduções de custo,

peso, emissão de CO dois, do tempo de prolongação, aumento da resistência a

corrosão, menores investimentos em manufaturas, designs mais modernos,

formatos mais complexos, aumento de segurança, melhor uso de espaço,

veículos mais silenciosos e excelente processabilidade.

As desvantagens são: baixa estabilidade dimensional, facilidade de

manchas permanentes, deterioração por ação térmica e ambiental,

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Page 17: Ciência dos Materias (PP)

inflamabilidade, baixa resistência ao impacto, deformação permanente elevada e

dificuldade de adesão de película de tinta.

3. APLICAÇÃO DO POLIPROPILENO NA INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA

3.1 Características do PP para construção de peças automotivas

O PP tem sido utilizado em diversas aplicações automotivas. Uma ampla

variedade de PP sem carga e compósitos de PP pode ser encontrada no interior

do veículo, exterior, e sob o capô. O PP é muitas vezes um material automotivo

desejável devido a seu baixo custo, sua coloração, resistência química e

estabilidade UV. Além disso, a gama de usos potenciais de PP é quase ilimitada

através do uso de modificadores, aditivos e cargas.

Novos desenvolvimentos em nano compósitos abrem o leque de utilização

de PP. Os nano compósitos apresentam boa resistência mecânica e rigidez.

Melhorias no PP puro, bem como os avanços na tecnologia de processamento,

permitem que o PP seja um polímero desejável para aplicações em automóveis

no lugar de outros materiais de engenharia com custos mais elevados.

Em detrimento dos metais, contribuem para o uso dos compostos de PP

em aplicações de engenharia na indústria automobilísticos diversos fatores:

liberdade de design, tenacidade, alta produtividade, menor densidade e

comportamento acústico, etc. Características como fácil processamento (baixa

temperatura, facilidade de fluxo e tensões residuais reduzidas) possibilitam design

inovador, bem como a produção de peças com geometrias complexas e com alta

exigência estrutural e térmica.

Neste último caso, impulsionam o uso de PP com fibra de vidro curta ou

longa.

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Page 18: Ciência dos Materias (PP)

3.2 Aplicações típicas do PP em automóveis

3.2.1 Interior do Veículo

A aplicação do PP no interior de automóveis na fabricação de componentes

diversos é devido ao fato de o PP responder a requisitos como rigidez, resistência

ao impacto, resistência ao calor e boa aparência.

As aplicações clássicas de peças em PP reforçado com fibras curtas são

algumas peças estruturais internas do automóvel (não muito próximas do motor),

como, por exemplo, o suporte de bateria. Porém, o uso de fibras médias aproxima

o PP do compartimento do motor, fazendo a resina disputar aplicações antes

exclusivas de poliamida ou metal. Na Europa, uma das peças em que a PA e o

alumínio estão sendo substituídos, é o coletor da admissão de ar feito em PP. Há

casos de substituição direta do metal e aplicações típicas de plásticos reforçados

com fibras longas, como, por exemplo, o módulo frontal (front end.), que,

dependendo de seu projeto, podem utilizar composto reforçado com fibras de

vidro médias. A maior parte dos projetos na Europa surge tendo em vista o PP.

O uso de plásticos em aplicações próximas ao motor de automóveis já não

surpreende quem acompanha a evolução desses polímeros. Pelas características

de resistência mecânica e térmica exigidas nessas aplicações, às peças sob o

capô se tornou quase um monopólio da poliamida, um material que consegue

aliar propriedades compatíveis com as exigências técnicas a preços competitivos.

Na metade da atual década, porém, fornecedores de compostos de polipropileno

começaram a cogitar uma possível concorrência desse material com a poliamida

em algumas peças improváveis, próximas ao calor do motor, sob a incredulidade

da maior parte do mercado. O tempo passou e o ceticismo quanto às

possibilidades do composto poliolefínico não pôde continuar absoluto.

O PP é bastante utilizado no interior dos veículos por duas e principais

razões: seu custo inferior ao do ABS (Acrilonitrila-Buatadieno-Estireno) e PC

(Policarbonato) e facilidade de estabilização ultravioleta (as peças de PP não

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Page 19: Ciência dos Materias (PP)

requerem pintura, o que melhora a reciclagem das peças dos veículos e reduz

drasticamente os custos de componentes).

Em relação aos itens de acabamento e conforto no interior dos veículos, o

PP é o material mais utilizado sendo que a maioria dos ornamentos é de

copolímero de PP. As peças estruturais mais freqüentes contêm talco ou outro

mineral para melhorar a capacidade de calor e rigidez.

A seguir se pode ver alguns componentes decorativos em polipropileno

para automóveis:

Os itens de acabamento e conforto produzidos em PP que podem ser

encontrados no interior dos veículos são: painéis das portas, bandeja traseira

(sobre o porta-malas), porta-luvas, cobertura do volante, compartimento de

bagagem, porta-cassete, revestimento do porta-malas, spooler traseiro (porta-

malas), Spooler traseiro (teto), revestimento do teto (interno), revestimento lateral

do teto (interno), inserto (alma) do encosto de cabeça, inserto (alma) do quebra-

sol, inserto do descansa braço, conjunto de regulagem dos bancos, encosto de

assento dos bancos, carpetes e caixa do retrovisor interno.

No que diz respeito aos itens de segurança, podem ser encontrados as

seguintes peças em PP: caixa do cinto de segurança, caixa elétrica central,

cobertura da bateria (proteção da parte superior, prevenção (Contra curto-

circuito), caixa de expansão da água de refrigeração do motor, porta do air bag,

depósito do fluido de freio, empunhadura do freio de mão, caixa e tampa da

bateria, cobertura dos amortecedores, proteção da correia dentada, proteção do

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Page 20: Ciência dos Materias (PP)

ventilador do radiador e revestimento da coluna de direção. A seguir pode-se

notar o uso do PP na bateria:

Muitas vezes pode ser encontrado PP com carga mineral ou fibra de vidro

em peças estruturais dos automóveis. Esses produtos oferecem uma boa

combinação que melhora as capacidades de rigidez e impacto. Como se pode ver

a seguir no uso de dutos de distribuição de ar:

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Page 21: Ciência dos Materias (PP)

3.2.2 Exterior do veículo

O PP tem excelente propriedade de resistência a intempéries, o que o

torna utilizável no exterior de automóveis.

As peças que são submetidas a temperaturas extremas (altas e baixas),

chuva, neve e luz do sol, são produzidas a partir de copolímeros de PP com 10 a

20% de talco para reduzir o coeficiente de dilatação térmica linear e melhorar as

propriedades de rigidez e impacto.

Algumas peças em PP que podem ser encontradas no exterior dos

automóveis são: depósito estribo de acesso das portas, frisos laterais, pára-

choques, proteção da borda dos pára-lamas, revestimento do marco da porta,

revestimento interior dos pára-lamas e calotas.

3.3 Polipropileno reciclado em peças automotivas

É crescente o interesse da indústria automotiva pela reciclagem de

componentes automotivos devido à redução de custos industriais e do impacto

ambiental.

No caso de reciclagem de pára-choques pintados, embora seu processo de

reciclagem seja caro e bem mais complicado do que a reutilização do material

pigmentado, a empresa estadunidense ACI Plastics vem reciclando essas peças

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Page 22: Ciência dos Materias (PP)

com sucesso há mais de uma década, através de um processo que foi

desenvolvido em meados de 1997, que retira a tinta de pára-choques.

O processo utilizado pela ACI Plastics é o descrito a seguir:

Após a remoção manual de partes “sobressalentes” como refletores e

logotipos, os pára-choques são moídos, e os grãos resultantes enviados a

tanques de solvente, onde permanecem por mais de 24 horas, até que se

complete a remoção da tinta. Tanto o solvente como o revestimento são extraídos

e incorporados à argila, para posterior envio a aterros sanitários. Os grãos, já sem

a contaminação das tintas, são fundidos e estudados na forma de novos pellets.

Testes impondo até dez reciclagens sucessivas em PP (precedentes das

linhas de injeção do General Motors) mostram uma perda muito pequena de

propriedades mecânicas. Além disso, há uma vantagem no material reciclado: o

índice de fluidez aumenta fazendo com que o processo de injeção seja facilitado.

Todavia, é necessário computar o número de vezes que a mesma resina foi

reutilizada, uma vez que as reciclagens sucessivas diminuem as propriedades e,

depois de algumas dessas operações, a peça pode acabar contendo uma

pequena fração de matéria-prima bastante deteriorada. Após quatro ou cinco

passagens pelo canhão, os aditivos podem até mesmo ser completamente

consumidos. Embora possa ser reutilizado em peças com necessidades de

desempenho inferiores, esse detalhe impede que a resina seja reciclada

indefinidamente, ao menos na mesma aplicação.

A seguir pode-se analisar o efeito de reciclagens sucessivas no PP e como

afeta em suas propriedades:

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Page 23: Ciência dos Materias (PP)

Para aplicações de PP em pára-choques, uma mistura de 30% de reciclado

com PP virgem contém as propriedades satisfatórias para essa aplicação, pois

essa mistura apresenta comportamento próximo ao do PP virgem e, em relação à

tensão de tração, atende às exigências dos fabricantes de pára-choques.

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Page 24: Ciência dos Materias (PP)

CONCLUSÃO

Com o presente trabalho pode ser feito um apanhado geral de conceitos

teóricos formulados por pesquisadores e autores a respeito da aplicação do

Polipropileno na indústria automobilística. Pode-se perceber durante o decorrer da

pesquisa que aplicações em peças automotivas de compósito à base de resina de

PP fornecem peças moldadas que atendem às mais rigorosas especificações

mecânicas e térmicas; também se percebe que a necessidade de reduzir o peso

dos carros, muitos componentes feitos de outros materiais mais pesados estão

sendo substituídos pelo PP, e que as propriedades mecânicas do PP podem ser

melhoradas utilizando aditivos e cargas. A escolha do aditivo ou da carga utilizada

vai depender da necessidade de cada aplicação. Sem se esquecer da

combinação “perfeita”: baixo custo, facilidade de processamento e modificação de

propriedades, tenacidade, menor densidade, comportamento acústico,

liberdade de design, alta produtividade e facilidade de reciclagem são apenas

algumas das razões para o crescente aumento da aplicação dessa resina na

indústria automotiva.

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Page 25: Ciência dos Materias (PP)

REFERÊNCIAS

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2000.

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408, 2008.

REIS FILHO, A. P. A modernização da indústria automobilística nacional a

partir da década de 90 e seus impactos sobre o emprego: uma análise

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JUKA; BIGNAMI, E. DKM Vemag. – Site: Carro Antigo, link: Curiosidades.

2007. Disponível em: <http://www.carroantigo.com>. Acesso em: 03 de

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Disponível em: < http://www.autosil.pt>. Acesso em: 03 de julho de 2011.

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