Simpósio Materiais Automotivos e Nanotecnologia

7 de Junho de 2010Simpósio SAE Brasil – São Paulo/SP

DESENVOLVIMENTOS E APLICAÇÕES DA NANOTECNOLOGIA NA INDÚSTRIA DE TRANSFORMAÇÃO PLÁSTICA

Paulo Rodi – Plásticos Mueller

Sumário

· Uma visão sobre nanotecnologia: definição e investimentos

· Estrutura Brasileira para P&D

· Desenvolvimentos de produtos na indústria

· Tendências e aplicações futuras para o setor da mobilidade

O que é nanotecnologia?

Nanotecnologia é a compreensão e o saber controlar a matéria em

dimensões de 1 a 100 nanômetros, onde os fenômenos que ocorrem

nesta escala de grandeza permitem aplicações inovadoras.

Nanotecnologia envolve portanto a visualização da matéria,

capacidade de medir, modelar e manipular nesta escala de grandeza.

Na escala nanométrica materiais apresentam propriedades físicas,

químicas e biológicas bem específicas e diferentes das observadas

usualmente nesses materiais em escala macroscópica.

O que é nanotecnologia?

Liga de Au-Ag:

comprimento = 3 átomos

diâmetro = 1 átomo

Lab. Nac. Luz Síncrotron – LNLS

Ano: 2006

O que é nanotecnologia?

“Spintrônica”

Fios de ligas nanométricas

formados por núcleo de metais

magnéticos protegidos por outro

metal menos reativo,

possibilitarão construção de

sistemas baseados na

propriedade quântica do elétron.

National Nanotechnology Initiative (NNI)

A visão do NNI é do futuro no qual a habilidade para compreender e

controlar a matéria a nível nanométrico possibilita a revolução

tecnológica e industrial.

25 agências federais colaboram no Plano Estratégico do NNI:

National Nanotechnology Investment, 2007

4 macro-objetivos

x 7 Áreas

Componentes do

Programa (PCA)

National Nanotechnology Investment, 2007

Investimentos: Brasil

Total = R$ 10,5 milhões

As Redes no Brasil

2002 – CNPq: 1ª. Iniciativa em N&N (atual são 4 redes)

Instituto do Milênio em Nanotecnologia (MG)

Instituto do Milênio em de Materiais Complexos

(UNICAMP / USP / UFRJ / UFPE)

RENAMI – Rede de Nanotecnologia Molecular e

Interfaces

Investimentos: Brasil

Centro de Nanotecnologia e

Nanociência Cesar Lattes, em

Campinas. O projeto de R$ 6

milhões financiado pela Finep.

LNLS

Ano: 1997

Ano: 2008

Avanços da indústria Brasileira

Polimerização in-situ de nanocompostos de PP e PE

Projetos e produtos apresentados por várias empresas:

Nova Petroquímica (Suzano), Braskem, Oxiteno, Plásticos

Mueller, O Boticário, Santista Têxtil, Bunge, Orbys,

Petrobrás(Fonte: Nanotec Business - novembro 2007)

O desenvolvimento na indústria

Reduz o peso e o custo da fabricação do produto

Material ecologicamente correto – reciclabilidade total e a baixo custo

Reduz significativamente o trabalho de preparação para aplicação de pintura

Material termoplástico com nanoargila

0

3

6

9

12

15

PA 6 NATURAL PA 6 33%FVPA 6

NANOCOMPOSTOS

1,7%

26,5%

Peso do produto

Material termoplástico com nanoargila

0

50

100

150

200

250

300

350

400

PA 6 NATURAL PA 6 33%FV PA 6

NANOCOMPOSTOS

Resistência mecânica

Ult

imate

str

en

gth

(kg

f)

61%81%

Exfoliação

DRX Nanoargila

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 2 4 6 8 10

(2Q)

Inte

ns

ida

de

d=1,81nm

DRX Nanocompósito

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 2 4 6 8 10

(2Q)

Inte

ns

ida

de

Ensaio realizado no LMPSol-USP

Avanços da indústria Brasileira

Barra de Teto FIAT Idea Adventure

Barra de Teto FIAT Idea Adventure

Nylon + 50% fibra vidroPeso = 6,27 kg

Nylon + nanoargilaPeso = 4,70 kg

Barra de Teto FIAT Idea Adventure

Barra de Teto FIAT Idea Adventure

Redução de peso:

Barra com 50%FV = 6,27 kg

Barra nanocompósito = 4,70 kg

Redução de 33%

Propriedades

2 X2 X

Processo de injeção

4 X

Resultados experimentais

Barra Nanocompósito e Barra 50%FV resistem peso de 163kg

Deflexão máx. = 20mmDeflexão máx.= 35mm

Ganhos obtidos

Rigidez e resistência comparáveis a médio teor FV

Melhoria significativa da propriedade de impacto

Melhoria do acabamento superficial

Redução significativa de viscosidade (redução tempo de injeção)

Melhoria da estabilidade dimensional da peça (mesmo comparado com o PA6 50%FV)

Redução das tensões residuais do produto

Novas aplicações no setor automotivo

Revestimentos internos e painéis de instrumentos com elevada resistência a riscos (PP nanoestruturado)

Pára-choques mais leves e com maior absorção de impactos (proteção ao pedestre)

Peças estruturais em TP nanoestruturado

Parceria

Fornecedores de nanocompostos

Fonte: Bins & Associates, Sheyboygan, Wis.

Nome comercial Matriz polimérica Nanocarga Aplicação

Creanova(Vestamid)

Nylon 12 NTC Condutivos elétricos

GE Plastics / Sabic(Noryl GTX)

PPO/Nylon NTC Peças automotivas pintadas

Unitika Nylon 6 Argila Diversos

Hyperion PETG, PBT, PPS, PC, PP NTC Condutivos elétricos

Nanocor(Imperm)

Nylon 6, PP, Nylon MDX6

Argila Diversos, injeção, garrafas PET (cerveja)

Polymeric Supply Poliéster Argila Condutivos elétricos

RTP Nylon 6, PP Argila Condutivos elétricos

Showa Denko(Systemer)

Nylon 6Acetal

Argila, mica Retardante de chama

Ube(Ecobesta)

Nylon 6, 12Nylon 6, 66

Argila Sistemas de combustível

Aplicações: Painéis da carroceria

CTE aço = 2,0*10-6K-1

A nanotecnologia permitiu o desenvolvimento deste material (uma poliamida

aromática) com alto índice de fluidez, ideal para aplicações em produtos de

paredes finas como pára-lamas, e podem ser pintados em linha com

qualidade classe-A.

Fonte: AEI Oct/2008

Obrigado !

Paulo Rodi(11) 2105-3470

prodi@mueller.com.br