Termofixo resiste nos veículos pesados
em busca de reciclabilidade

Texto de Márcio Azevedo e fotos de Cuca Jorge

Em busca de leveza e flexibilidade no design de peças, a indústria automotiva se tornou uma importante cliente da indústria de plásticos. Faróis, parachoques, painéis internos, fenders, front-ends, capôs, dutos de combustível e diversas outras peças compõem um leque de aplicações conquistadas há muito pelos polímeros. A visão do interior de um carro dos anos 80, hoje, revela a predominância de um frio metálico ao qual o motorista e os passageiros se desacostumaram, tamanha a quantidade de aplicações tomadas do aço. Na disputa com o metal, as resinas termoplásticas obtiveram uma penetração maior que as termofixas, principalmente nos automóveis leves. Os polímeros termofixos não se fundem sob ação do calor, como os termoplásticos, e isso impediu, até agora, o êxito no desenvolvimento de um processo adequado de reciclagem para esses materiais. Na briga pelo mercado, a demanda crescente da indústria automotiva por matérias-primas recicláveis aperta de um lado, o desenvolvimento de termoplásticos com maior resistência à temperatura e melhores propriedades mecânicas pressiona de outro, mas o termofixo vai se mantendo, focado com maior ênfase nos segmentos de veículos mais pesados, como caminhões, ônibus, tratores e utilitários, ciente de que seu principal calcanhar-de-aquiles precisa ser resolvido, e o relógio corre contra.

Quem são e como são transformadas – As resinas termofixas são empregadas na indústria automotiva como matrizes de compósitos com fibras. Na fase descontínua, o mais comum é encontrar fibras de vidro, enquanto a resina poliéster insaturada figura como matriz na maior parte das aplicações.

Os poliésteres se formam pela reação de ácidos orgânicos com alcoóis. A gama de polímeros é obtida reagindo ácidos ou seus anidridos, como o tereftálico, o fumárico, o maleico e o ftálico com glicóis (o propilenoglicol, primordialmente, além do etileno e do neopentilglicol). O produto dessa transformação química é uma resina solúvel, que se converte em um polímero tridimensional termoestável pela reticulação catalisada com um monômero reativo, usualmente o estireno e, às vezes, o metacrilato de metila, durante a moldagem.

A indústria local utiliza vários processos de transformação, tanto os realizados em moldagem aberta, como o spray-up e hand lay-up (embora eles sejam mais comuns em peças com exigências técnicas menos severas, como caixas-d’água e piscinas), como também processos mais modernos de moldagem fechada, como o SMC (Sheet Molding Compound), o BMC (Bulk Molding Compound) e o RTM (Resin Transfer Molding).

No processo de hand lay-up, o reforço de fibra de vidro é disposto manualmente no molde e a resina é aplicada por spray ou ainda com rolos e pincéis. Pelo processo de spray-up, resina, reforço e iniciador são aplicados simultaneamente por uma laminadora. Em qualquer das versões, há o inconveniente da variabilidade introduzida pela laminação manual, pois o erro humano pode gerar áreas onde há excesso de resinas e outras com fibra seca, resultando em prejuízo de propriedades. A emissão de voláteis no ambiente que o processo gera também é indesejada.

SMC e BMC são processos de prensagem a quente, realizados em molde fechado. No SMC, rovings de fibra de vidro picada são depositados entre folhas de filme plástico recoberto com a resina termofixa. No SMC, o composto é depositado em filmes plásticos, que são puxados pela máquina de SMC, ao mesmo tempo em que o roving picado é introduzido entre as camadas do composto. Após receber o roving, o composto passa por uma calandra, formando um “sanduíche”. Após essa etapa, o SMC é armazenado em rolos que, após cortados, formam chapas que serão conformadas em moldes aquecidos após o tempo de maturação, em geral, de 72 horas. Já o BMC difere do SMC pela ausência das etapas de calandragem e maturação. Nesse método, resina, fibras picadas, cargas, aditivos e outros componentes da formulação do compósito são reunidos em misturadores do tipo sigma. Finda a mistura, o material já está pronto para ser prensado. No SMC, o comprimento das fibras varia entre 0,5 e 2 polegadas, mantendo-se, em média, em 1 polegada, ao passo que, no processo de BMC, são usadas fibras de 1/8 a 1 polegada. Por isso, as peças produzidas em SMC apresentam maior resistência mecânica. Ambos são processos adequados à produção de grandes volumes, a partir de 20 mil veículos por ano.

A laminação em molde fechado também pode ser realizada a frio pelo chamado RTM. Neste processo, as mantas de fibras de vidro são previamente posicionadas no molde e a conformagem ocorre pela injeção do polímero assistida por vácuo. As resinas utilizadas no processo de RTM devem ter baixa viscosidade, rápido ciclo de cura e baixa contração. O molde, normalmente de aço ou alumínio, pode ser feito de compósitos, uma variante do processo convencional denominada RTM light. Entre as principais características do RTM estão a possibilidade de obtenção de superfície lisa nos dois lados das peças, uniformidade de espessura, menor desperdício, baixa emissão de estireno e melhores propriedades mecânicas em relação aos

flexão e impacto, além de autoextinguibilidade, estabilidade dimensional, e resistência às intempéries, ao calor e a ambientes agressivos.

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