Peças Técnicas
O poliuretano, por ser um plástico de engenharia, é altamente utilizado na indústria em geral por meio de peças técnicas, como coxins, gaxetas, molas, buchas, cepos, entre outros. Neste momento estamos falando do poliuretano como um elastômero durável e abaixo seguem alguns exemplos de indústrias que utilizam o poliuretano em suas manufaturas:
Siderúrgica
Nesta indústria o poliuretano é altamente utilizado em cilindros da laminação a frio, onde estes recebem revestimentos para proteção do material a ser laminado. Estes cilindros normalmente tem a função de tracionar a linha.
Papel e Celulose
Nesta indústria o poliuretano é utilizado também no revestimento de cilindros prensa e rolos guia.
Metalúrgica
O poliuretano é utilizado em larga escala e em diversas aplicações, além de revestir cilindros ele também é utilizado no revestimento de tamboreadores, utilizado em anéis separadores para máquinas slitter, as molas dos moldes de estamparia também podem ser feitas com poliuretano, entre outras aplicações.
Petróleo
Este é o mercado onde os maiores volumes de poliuretano são utilizados competindo de igual para igual com o mercado de mineração, e neste mercado o poliuretano é utilizado em restritores de curvatura, enrijecedores de curvatura, proteções anti-abrasivas, entre outros protetores. Em uma plataforma de petróleo podemos chegar a ter mais de 20 toneladas de poliuretano distribuídos nas peças descritas acima.
Mineração
Como já dito antes, este mercado compete de igual para igual com o mercado de petróleo, onde o poliuretano é altamente utilizado. A principal aplicação do poliuretano no mercado de mineração é o revestimento interno de tubulação, onde a proteção anti-abrasiva proporcionada pelo poliuretano é muito maior que a proteção que o aço oferece. O aço serve apenas para dar estrutura a tubulação, normalmente são confeccionadas em seções de 6 metros de comprimento com diâmetros que variam de 4 a 32 polegadas. Estas tubulações são responsáveis por enviar o rejeito e a polpa de minério gerados na produção de uma mineradora.
Seleção do poliuretano
Uma das “sacadas” para um produto ter sucesso é a correta seleção do material de acordo com as necessidade exigidas pela aplicação do mesmo. Em alguns casos aço, alumínio ou outros metais são os materiais escolhidos, em outros casos plásticos – ABS, poliestireno, PVC ou resinas fenólicas são a melhor escolha, no entanto, em um grande número de aplicações os poliuretanos oferecem melhores características.
Perceba que escrevo poliuretanos no plural. A variedade dos poliuretanos é substancial. Cada material tem seus atributos e deficiências. Desta forma o essencial, quando falamos em aplicações de engenharia, é verificar cada tipo de PU e então selecionar o que melhor atende às necessidades da aplicação em questão proporcionando melhor custo benefício.
Este documento tem como finalidade orienta-lo com relação aos tipos de poliuretanos disponíveis, informar suas resistências, propriedades físicas e também as aplicações que cada material atende.
Primeiramente, definiremos o que é poliuretano: O termo químico poliuretano pode ser utilizado para diferentes tipos de materiais:
- Poliuretanos Fundidos
- Adesivos
- Espumas
- Rígidas e Flexíveis
- Termoplásticos
- Microcelular Para Sola de Sapatos
- Revestimentos Superficiais (Sprays)
- Millable Gums
Os poliuretanos fundidos serão o foco principal deste documento.
As espumas, tanto rígida como flexível. As espumas rígidas são utilizadas para aplicações com isolamento térmico enquanto a flexível é utilizada como molas e amortecedores. Na indústria de calçados os solados de poliuretano são feitos de poliuretano microcelular que são espumas especiais. Todas as aplicações acima são bons negócios com um grande mercado.
Muitos tipos de adesivos também são formulados a partir do poliuretano. Adesivos com a base química do poliuretano são muito utilizados para aplicações como fixação de vidros automotivos.
Os poliuretanos termoplásticos são materiais completamente reagidos e são processados por extrusão ou injeção.
Millable gums são processadas assim como borracha convencional, ou seja, elas são compostas por cargas entre outros ingredientes, são processadas nos mesmos equipamentos e curadas pelo processo de vulcanização com peróxidos ou, em alguns casos, com enxofre. Desta maneira, os processadores podem atingir diversas propriedades dos poliuretanos processando do mesmo modo que as borrachas convencionais.
Revestimentos diversos também são possíveis com materiais baseados em poliuretanos, vários tipos de vernizes e tintas são utilizados para revestimento de pisos, também disponíveis em sprays utilizados para aplicações que exigem resistência à abrasão e corrosão.
Este tipo não é somente utilizado para proteger as superfícies das intempéries do meio ambiente mas também proporcionam uma durabilidade maior para equipamentos de mineração por exemplo.
Poliuretanos fundidos são obtidos pela mistura de dois produtos – um pré-polímero e um curatvio – que são “derramados”. Estes dois produtos são homogeneizados por meio de mistura manual ou automatizada, posteriormente esta mistura é derramada em um molde que vai para estufa para cura e finalização da reação, finalmente podemos dar acabamento obtendo as medidas finais da peça. A maior característica destes materiais são suas extraordinárias propriedades físicas. Os poliuretanos fundidos são atualmente considerados como plásticos de engenharia e são selecionados com base nas propriedades de cada tipo de poliretano fundido.
Por que utilizar poliuretanos fundidos ao invés de qualquer outro material? Existem duas principais razões: performance e custo benefício.
Em alguns casos, a performance dos poliuretanos fundidos nos permite utiliza-los em aplicações onde outros materiais mais simples não atenderão as necessidades da aplicação em questão.
Em outros casos, os usuários finais selecionam os poliuretanos fundidos para conseguir melhorar e aumentar bastante a performance de um outro material utilizado. Isso normalmente é resultado de suas propriedades como, resistência a abrasão, tenacidade, que é resistência a quebra por impacto ou carga, alta resistência a corte e alta capacidade de carga. Estas quatro propriedades, que certamente não são as únicas propriedades dos poliuretanos, são as que distanciam os poliuretanos de longe de outros materiais em muitas aplicações.
Custo benefício é a segunda razão, mesmo que o poliuretano normalmente é mais caro que outros materiais, incluindo borracha, o custo extra é frequentemente justificado em termos de menor inatividade proporcionando melhor custo benefício. Isso é, particularmente, crítico nas industrias de mineração e papel. Inatividade nestas industrias são muito caras. Caso uma mineração pare para reposição de ema peça que falhou, os custos podem atingir milhares de reais por hora.
O custo mais elevado pago por uma peça de poliuretano inicialmente é mais que justificado pela sua durabilidade que, em algumas aplicações, pode ser de 2 até 10 vezes superior a outro material.
Outra área que o poliuretano tem melhor custo benefício é na fabricação de peças especiais e ferramentas. Nestas áreas onde é necessária a confecção de molde o poliuretano se sai bem pois seus moldes podem ser facilmente confeccionados com materiais como plástico, metal, o próprio poliuretano, epoxy reforçado com fibra de vidro, ou qualquer material que não absorva umidade, tenha uma boa transferência de calor e que resista as pressões de fundição do processo.
Moldes para outros materiais como borracha é relativamente mais caro quando comparado ao poliuretano uma vez que na fabricação da borracha o processo passa por fases onde são aplicadas pressões e temperaturas elevadas.
Mesmo que o custo da peça propriamente dita seja mais elevado, quando a produção é de pequenas quantidades a redução com o custo do molde justifica a escolha por poliuretano.
Quais os materiais que o poliuretano compete? No geral, o poliuretano compete em várias aplicações com metais, plásticos e borrachas.
