Ciclo mais curto na rotomoldação

Novo sistema de aditivos para sinterização

image A sinterização rotacional é um processo utilizado para moldar peças ocas de grandes dimensões, fabricadas em plástico, com destaque para o polietileno (PE), tais como tanques, contentores de transporte e ainda artigos de recreio, como kayaks e brinquedos. As vantagens deste processo incluem, em particular, um amplo leque de possibilidades de design e o baixo investimento. No entanto, também coloca desafios. Os tempos de processamento relativamente longos e as temperaturas elevadas colocam questões de estabilidade dos plásticos. Por outro lado, o processo é intensivo em energia. O Irgastab® RM 68 é um sistema de aditivo da BASF especialmente para os plásticos processados por rotomoldação. Optimiza o processo de sinterização, aumenta a qualidade do produto final e contribui para economizar energia.

A combinação patenteada de vários estabilizantes optimiza o perfil de propriedades do plástico, especialmente no processamento por sinterização rotacional. Neste processo, o Irgastab RM 68 melhora o comportamento do polímero durante o processo de moldação. Isto permite reduzir os tempos de processamento e baixar as temperaturas, obtendo assim uma janela de processamento mais ampla. Este aspecto é especialmente importante já que a sinterização rotacional envolve o uso de moldes diferentes em simultâneo na mesma máquina. Se o tempo de residência é igual, existe o risco de o PE nãol fundir completamente no molde maior, ao mesmo tempo que, no molde mais pequeno, já pode ter entrado em degradação. Por outras palavras, quando mais ampla for a janela térmica, mais robusto o processo de produção e melhor a qualidade do produto final.

O efeito deste aditivo especial pode ser avaliado com base no chamado PIAT (peak internal air temperature), enquanto decorre o processo. O PIAT indica a temperatura do ar no interior do molde durante o processamento e permite acompanhar o comportamento de fusão e arrefecimento durante o ciclo de produção. A uma temperatura de forno de 288 °C, o PIAT para a fusão optimizada de uma peça com espessura de 3 mm em PE com estabilizantes convencionais é de 233 °C. Com o Irgastab RM 68, o material atinge o ponto de visão optimizado com um PIAT de 210 °C. Para além da redução da temperatura, também se obtêm uma redução do tempo de ciclo. Deste modo, é possível uma economia energética de 16% e uma redução de custos em comparação com os métodos standard, ao mesmo tempo que a produtividade é maior.

Os tempos de processamento mais curtos também contam para uma menor degradação de outros aditivos, aumentando assim o tempo dee vida útil da peça plástica. O novo sistema de aditivo também afecta positivamente outros aspectos de qualidade do produto final. Por exemplo, a descoloração inerente do produto durante o processamento é reduzida e a côr resiste melhor à exposição ao óxido de azoto. A melhor estabilização das cadeias do polímero melhora as propriedades mecânicas, especialmente a resistência ao impacto. Além disso, o Irgastab RM 68 contém um estabilizante à luz conforme com a norma UV8, que estabelece um alongamento de quebra de pelo menos 50% do valor original após 8 mil horas de exposição a condições climáticas aceleradas. Isto corresponde a um uso exterior em clima sub-tropical durante pelo menos 3 anos. O Irgastab RM 68 em PE foi aprovado pela FDA (Food and Drug Administration) para contacto indirecto com produtos alimentares.

Um exemplo de cálculo

Um case study mostra os resultados práticos da utilização do novo aditivo. Com uma formulação convencional numa máquina rock-and-roll operando a 3 turnos de 8 horas, é possível produzir 44 depósitos de 80 litros por dia. O tempo de ciclo é de 33 minutos. Com o Irgastab RM 68, o tempo de ciclo poder ser encurtado para 27 minutos. O corte de 6 minutos permite produzir mais 10 depósitos por dia e por máquina. Extrapolando para um ano (225 dias),o fabricante pode aumentar a sua produção em 2 300 depósitos. O produto final apresenta um menor índice de amarelecimento que os produtos fabricados pelo processo convencional e, mais do que isso, com melhores propriedades mecânicas. Os resultados variam de fabricante para fabricante em função do tipo de máquina, das propriedades do plástico, da geometria das peças e da espessura das paredes. Por este motivo, a BASF também desenvolveu um programa que permite calcular as economias em cada caso concreto.

Um nicho em crescimento

Em comparação com outros métodos de processamento de termoplásticos, tais como a moldação sopro ou a injecção, a rotomoldação é um processo de nicho. Apenas cerca de 1% de todos os plásticos transformados na Europa passam por este processo. Em 2008, o Irgastab RM 68  foi introduzido no mercado americano, ainda hoje o mais importante para a rotmoldação. Também na Europa, a rotomoldação está a afirmar-se como alternativa à extrusão-sopro, especialmente em aplicações destinadas aos sectores da construção, brinquedos e artigos desportivos, bem como no sector automóvel e na construção de máquinas. A razão desta tendência está nas melhorias do próprio processo. Aspecto chave é o facto de a rotomoldação poder ter uma vantagem decisiva em matéria de custos comparativamente ao processo de extrusão-sopro, especialmente na produção de pequenas séries de peças de grande formato. Graças às economias em termos de tempo e enerfia, mas também devido à melhoria da qualidade do produto final, o Irgastab RM 68 ajuda a optimizar o processo e por isso contribui para a sua competitividade no mercado.

Andreas Thürmer, Head of Technology and Product Management – Additive Blends for Plastics,  BASF Schweiz AG, Basileia, Suiça.