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Bayer constrói maior fábrica de
nanotubos de carbono do mundo
Dentro de sua estratégia de ênfase em segmentos de
maior valor agregado e demanda tecnológica, a Bayer MaterialScience
inaugurou, no início de 2009, na Alemanha, a maior fábrica de
nanotubos de carbono do mundo, com capacidade de produção de 200 t
anuais, amparada por estimativas que apontam crescimento da demanda
pelo material na faixa de 25% ao ano, nos próximos anos.
Segundo o responsável comercial e técnico por diversas linhas de
produtos da Bayer, Fermín Coloma, a empresa alemã já desenvolveu
compostos de resinas epóxi e PEEK contendo nanotubos de carbono. As
aplicações para essas nanoestruturas, em geral, buscam algum dos três
seguintes efeitos: a melhoria das propriedades mecânicas, da
condutividade elétrica ou da condutividade térmica. Nas resinas epóxi,
os nanotubos aumentam a resistência a cargas dinâmicas; as “trincas”
microscópicas geradas nesse tipo de material em decorrência da
solicitação mecânica são estabilizadas pelo material nanoparticulado,
que evita a propagação das trincas e a fratura da peça de epóxi. No
caso do PEEK, os nanotubos são usados como antiestáticos, evitando-se
o acúmulo de cargas elétricas na superfície dos compostos, uma
propriedade importante para peças utilizadas em ambientes inflamáveis
ou explosivos.
No Brasil, porém, a incipiência da nanotecnologia é pronunciada, e
Coloma afirma que ainda não houve consultas acerca da carga
nanoestruturada.
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Os nanotubos de carbono da Bayer possuem paredes
múltiplas, e são vendidos como um aglomerado macroscópico (um pó).
Questionado sobre os efeitos que poderiam ter sobre a saúde
humana, o responsável técnico e comercial informa que os diversos
testes toxicológicos e ecotoxicológicos mostram resultados
positivos. Mesmo se migrarem, os nanotubos de parede múltipla
possuem um tamanho que impede, ou torna menos provável, o
entupimento dos alvéolos pulmonares, o que poderia acontecer com
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Testes mostram que nanotubos são seguros, afirma Coloma |
os sucedâneos de parede simples. Pela experiência da
empresa em várias aplicações de seu produto, não existe migração
relevante dos nanotubos para o corpo dos consumidores. “Os nanotubos
de carbono de parede múltipla são bastante estáveis na matriz
polimérica, portanto oferecem baixo risco de exposição, e sua
toxicidade também é baixa”, diz Coloma.
A incorporação das nanoestruturas de carbono a plásticos pode ser
feita em extrusoras ou injetoras, e a Bayer está obtendo resultados
positivos com equipamentos relativamente comuns. De modo geral, o
processamento requer temperaturas um pouco maiores, tanto na
plastificação como no molde.
Embora os desenvolvimentos iniciais, em plásticos, priorizem o PEEK e
o epóxi, a empresa europeia testa plásticos tecnologicamente menos
sofisticados, como PA e PC, e acredita em um grande potencial de
consumo em aplicações nas quais se requer redução de peso ou
modificação da condutividade elétrica, como na indústria aeronáutica.
Pás de rotores usados na obtenção de energia eólica e artigos
esportivos, como flechas, bastões de hóquei e esquis são outras
aplicações que têm demonstrado bom desempenho no mercado do exterior. |
Nanovisão de futuro – Nesse mercado de acessórios para moldes,
porém, Kaiser percebe que não há grande sensibilidade a novas tecnologias.
A clientela da Delkron, grosso modo, se divide entre ferramentarias e
transformadores e, até cerca de três anos atrás, o esforço de venda da
Delkron se concentrava nos transformadores, pois era o ambiente mais
receptivo à inovação. Esse enfoque foi invertido. Para Kaiser, as
ferramentarias, hoje, representam clientes mais abertos a absorver os
novos conceitos da nanotecnologia, em parte, por causa do enxugamento dos
departamentos de engenharia em empresas do setor de transformação, da
proliferação de ferramentarias e da migração de profissionais das empresas
de transformação para essas novas empresas. Por conta desses movimentos, a
clientela da Delkron continua se deslocando no sentido das ferramentarias,
e esse fato deve se acentuar nos próximos anos. Há cinco anos, a
transformação representava 75% dos clientes da Delkron, e Kaiser imagina
que as ferramentarias deverão chegar a esse patamar no futuro. “O número
de engenheiros em ferramentarias está crescendo, principalmente nas
empresas do sul do Brasil, que passam por uma fase de profissionalização
importante”, diz, referindo-se ao polo ao redor de Joinville. Em São
Paulo, da mesma maneira, ocorre situação similar.
Para o cliente que já utiliza câmaras quentes convencionais, a opção pela
versão nanotecnológica modifica o consumo de energia, que, em média, fica
30% menor. Na transformação, a resina representa o maior custo de
fabricação, e o segundo é a energia elétrica. Mas, infelizmente para a
Delkron, e surpreendentemente, os transformadores ainda parecem pouco
sensíveis a isso.
Um dos mercados em que a Delkron possui atuação significativa é o de
talheres. Essas peças têm massa muito baixa, de modo que em um molde com
24 cavidades, para 36 gramas de peça, o galho (canal de injeção) pesa 27
g, quando não há câmara quente. A penetração do acessório na moldagem
desse tipo de peça se torna óbvia, quando se sabe que a câmara quente
elimina os galhos. Descartáveis, de um modo geral, representam um mercado
importante, assim como autopeças, motopeças, eletroeletrônicos e
descartáveis.
A nanotecnologia abriu um leque de possibilidades novas de aplicações para
a Delkron. Recentemente, a companhia se direcionou para câmaras quentes
dotadas de sensor de pressão no interior da cavidade, uma exclusividade
mundial da empresa brasileira, segundo Kaiser. O emprego de nanomateriais
na fabricação desses sensores de pressão reduz o seu tamanho, abrindo
aplicações antes impossíveis em face da dificuldade com o espaço livre no
molde para a inserção do equipamento.
O conhecimento da pressão intracavitária traz benefícios, alguns dos quais
a própria Delkron só percebeu após desenvolver o equipamento. De posse dos
dados de pressão fornecidos pelos sensores ao longo do tempo de injeção,
percebe-se que, depois que a cavidade é preenchida, a pressão se mantém em
um patamar alto por algum tempo, que corresponde à etapa de compactação da
peça. Nessa fase, a resina, sob alta temperatura, entra em contato com o
molde e começa a se contrair. A diminuição de volume faz com que um
“excedente” de resina continue sendo injetado na cavidade por determinado
período, que corresponde à fase de compactação. Kaiser afirma que a
redução do tempo de injeção pode levar o tempo de compactação a valores
próximos de zero, o que praticamente elimina os tensionamentos da peça.
Partes que costumam se deformar, como hélices, passam a manter a forma, e
o seu peso cai até 10%, em média.
A Delkron tem um lado exportador e historicamente 18% de seu faturamento
vem das vendas ao exterior. O maior mercado externo é, não por acaso, o de
Portugal, conhecido pelos seus moldes. “O produto da Delkron tem excelente
aceitação em Portugal”, diz o engenheiro. Outros destinos importantes são:
China, em segundo lugar, seguida por Argentina e Chile.
As pesquisas da empresa paulista continuam apontando novos caminhos. Estão
em desenvolvimento e teste novos modelos de resistências nos quais o
filamento metálico de níquel/cromo opera em estado líquido sem “queimar” a
resistência, graças a uma cápsula compactada, que evita a fuga da liga
liquefeita. Mesmo derretido, o metal continua a transmitir a corrente
elétrica. Nas resistências comuns, eventuais sobrecargas causam o
derretimento da liga de Ni/Cr e a interrupção da passagem de eletricidade.
Mas onde está a nanotecnologia nesse produto vindouro? Nos nanocompósitos
utilizados, em companhia de outros materiais, na produção da cápsula que
contém a liga.
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Com a resistência operando a uma temperatura tão alta,
é possível empregar dispositivos de aquecimento menores. Aliás, o uso
de resistências menores só é possível se a temperatura da resistência
for maior, pois a diminuição da massa da resistência em relação à
massa de plástico que ela vai aquecer reduz o fluxo de calor.
Também estão sendo testadas resistências à prova d’água. O principal
causador de queima de resistências em moldes é o vazamento de água de
refrigeração. Desde 91, a Delkron fabrica produtos para stack molds
(moldes empilháveis), ferramentas que multiplicam a quantidade de
cavidades em relação a moldes tradicionais, e que, exatamente por
isso, experimentam um crescimento da demanda. Essa elevação da |

Kaiser espera obter resistências à prova d'água com nanotecnologia |
quantidade de cavidades aumenta a chance de ocorrência de vazamentos. As
resistências hoje utilizadas precisam “respirar”, pois elas absorvem
umidade do ambiente e, na partida da câmara quente, é necessária uma fase
de aquecimento mais brando (soft start) para expulsar a água absorvida.
Por isso, não existem ainda resistências à prova d’água. Kaiser busca uma
resina modificada com nanopartículas que permita vedar a resistência e
torná-la resistente à água, uma aplicação que exigirá do material
capacidade para operação constantemente sob temperatura de cerca de 350ºC.
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