Plásticos comuns para moldagem por injeção

Participe do fórum para Designers!

Sua experiência é vital para a comunidade. Junte-se a nós e contribua com seu conhecimento!

Compartilhe, aprenda e cresça com os melhores profissionais do setor.

Essas dezenas de milhares de plásticos podem ser categorizadas em aproximadamente 45 famílias de polímeros. De forma mais ampla, eles são normalmente divididos em duas categorias principais: polímeros termoplásticos e termofixos. Os polímeros termoplásticos são reutilizáveis, enquanto os polímeros termofixos são destinados a aplicações de uso único.

Neste artigo, exploraremos 13 dos plásticos mais comuns amplamente utilizados no processo de moldagem por injeção:

• Acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS)
• Polimetilmetacrilato (PMMA)
• Polioximetileno (POM)
• Policarbonato (PC)
• Polietileno de alta densidade (HDPE)
• Polietileno de baixa densidade (LDPE)
• Poliestireno de uso geral (GPPS)
• Poliestireno de alto impacto (HIPS)
• Poliftalamida (PPA)
• Polipropileno (PP)
• Politereftalato de butileno (PBT)
• Politereftalato de etileno (PET)
• Cloreto de polivinila (PVC)

Antes de prosseguirmos, vamos revisar o conceito do código de identificação da resina e seu significado.

Código de identificação da resina

O Código de Identificação da Resina (RIC) é um sistema numérico que varia de 1 a 7localizado na parte inferior dos produtos plásticos. Esse código simplifica o processo de reciclagem ao identificar o tipo de resina usada no produto plástico, o que é fundamental, pois nem todos os plásticos são igualmente recicláveis. Por exemplo, enquanto o polipropileno é 100% reciclável, o cloreto de polivinila (PVC) não é comumente reciclado.

O número RIC foi inicialmente incluído no símbolo de reciclagem conhecido (três setas formando um triângulo), o que gerou certa confusão entre os consumidores. Com o passar do tempo, as setas foram substituídas por um triângulo sólido para evitar essa ambiguidade, embora o design original ainda possa ser encontrado em alguns produtos até hoje.

Os códigos de 1 a 7 correspondem aos seguintes tipos de plásticos:

1: Politereftalato de etileno (PET ou PETE)

2: Polietileno de alta densidade (HDPE)

3: Cloreto de polivinila (PVC)

4: Polietileno de baixa densidade (LDPE)

5: Polipropileno (PP)

6: Poliestireno (PS)

7: Outros plásticos, como acrílico, náilon e policarbonato (PC)

Abordaremos esses e outros plásticos comuns em detalhes ao longo deste artigo. Vamos começar explorando o acrilonitrila butadieno estireno (ABS).

Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)

O acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é um termoplástico conhecido por sua excepcional combinação de propriedades mecânicas, incluindo tenacidade, resistência química, resistência ao impactoe resistência moderada ao calor. Sua alta tenacidade mecânica confere características desejáveis, como resistência, durabilidade e estabilidade dimensional. Além disso, o ABS é biocompatível, aumentando ainda mais sua versatilidade. Esses atributos fizeram com que o ABS se tornasse um dos materiais mais usados na moldagem por injeção de plástico.

O ABS é um polímero opaco que pode ser facilmente tingido. É econômico e reciclável, o que ajuda a reduzir as despesas associadas às matérias-primas. Além disso, o ABS é fácil de usinar. A combinação dessas propriedades o torna ideal para um conjunto diversificado de setores.

Entretanto, o ABS tem certas limitações. Ele não é adequado para aplicações de alta temperatura devido à sua baixa temperatura de transição vítrea. Além disso, a exposição prolongada a condições climáticas adversas pode fazer com que o ABS se torne quebradiço e descolorido com o tempo. Sua resistência dielétrica relativamente baixa limita seu uso em determinados componentes elétricos, e o material também é inflamável, tem baixo ponto de fusão e apresenta resistência limitada a solventes.

O desempenho do ABS em ambientes externos pode ser aprimorado com a incorporação de negro de fumo e estabilizadores de UV. Da mesma forma, os produtos de ABS podem se tornar resistentes ao fogo com a adição de aditivos retardadores de chamas ou misturando-os com PVC.

O ABS é ideal para aplicações internas, como brinquedos, contêineres, dispositivos de consumo, teclados, instrumentos musicais, capas de telefone, embalagens de cosméticos e tubos e conexões. Ele também é amplamente utilizado em aplicações externas, incluindo peças automotivas, para-choques de carros, painéis de instrumentos, capacetes de segurança e bagagens.

Polimetilmetacrilato (PMMA)

O polimetilmetacrilato (PMMA), comumente conhecido como acrílico ou vidro acrílicoé um termoplástico transparente usado principalmente como alternativa ao vidro.

O PMMA tem um taxa de transmissão de luz de 92%, superior à do vidro padrão, e oferece resistência ao impacto dez vezes maior. Além disso, ele pesa cerca de metade do peso do vidroo que o torna mais fácil de manusear e mais seguro devido ao menor risco de quebra. O policarbonato é outro substituto comum do vidro, mas o PMMA tem resistência superior a arranhões em comparação com o policarbonato, embora continue sendo menos resistente a arranhões do que o vidro.

Em comparação com muitos outros polímeros, o PMMA demonstra maior resistência a produtos químicos, radiação UV e intempéries. Essa combinação o torna ideal para aplicações externas que exigem exposição prolongada aos elementos. Além disso, o PMMA é reciclável, biocompatível, não biodegradável e resistente ao amarelamento com o tempo.

No entanto, o PMMA tem algumas limitações. Ele é menos resistente a impactos em comparação com alguns materiais plásticos alternativos. Sua resistência ao calor também é limitada, tornando-se vulnerável a temperaturas acima de 80 °C. Além disso, ele é suscetível a solventes orgânicos, não tem forte resistência à abrasão e ao desgaste e pode rachar sob cargas mecânicas menores.

Graças às suas excelentes propriedades ópticas, o PMMA é ideal para aplicações transparentes, como lentes de LED, janelas de carro, cortinas de luz, coberturas de iluminação doméstica e escudos de proteção. Ele também é adequado para várias aplicações não transparentes, incluindo dentaduras, substitutos ósseos, tubos de luz, sinalização, fibras ópticas, itens decorativos e equipamentos de segurança.

Polioximetileno (POM)

O polioximetileno (POM), também conhecido como acetal ou poliacetalé um material termoplástico semicristalino com excelentes propriedades mecânicas, o que o torna adequado para aplicações sujeitas a altas forças. Ele é frequentemente usado como um substituto de metal em componentes de engenharia de alta precisão.

Algumas propriedades favoráveis do POM incluem alta resistência, excelente lubricidade, baixo atrito, alta estabilidade dimensional, geralmente boa resistência química, maior resistência à fadiga, alta tenacidade, rigidez significativa, boa resistência à abrasão e baixa fluência.

O POM tem uma faixa de temperatura de serviço relativamente ampla, de -40 °C a 140 °C. No entanto, ele se torna frágil em temperaturas mais baixas e pode liberar gás em temperaturas mais altas, liberando subprodutos como vapor de água, gases e óleos.

Outras desvantagens do POM incluem sua suscetibilidade a rachaduras por tensão, alto custo do material, possível descoloração, inflamabilidade, degradação térmica, baixa resistência a raios UV, absorção de umidade e resistência limitada a determinados produtos químicos.

O POM é ideal para aplicações que exigem rigidez, força e alta resistência ao desgaste. As aplicações comuns incluem componentes de engenharia, como engrenagens, cames, buchas, rolamentos, impulsores, peças automotivas, zíperes, canos de água, compartimentos de bateria, soquetes e maquinário industrial.

Policarbonato (PC)

O policarbonato (PC) é um material de moldagem por injeção de plástico amplamente utilizado, principalmente devido à sua capacidade de obter tolerâncias rígidas e manter a estabilidade dimensional. Ele oferece excelente clareza óptica, o que o torna ideal para aplicações como lentes, iluminação e outros usos transparentes. Além disso, ele possui um ponto de fusão relativamente alto, o que o distingue de outros plásticos desta lista.

O PC apresenta excelentes propriedades mecânicas, incluindo alta resistência, resistência ao impacto, boa resistência ao calor, isolamento elétrico, resistência a intempéries e radiação, características de leveza e baixa inflamabilidade.

Entretanto, sua resistência química é limitada, principalmente a determinados solventes e produtos petroquímicos. Embora o PC possa filtrar a luz UV, a exposição prolongada faz com que ele fique amarelo. Além disso, o material é suscetível a arranhões.

O policarbonato é amplamente utilizado na produção de lentes, faróis automotivos, tetos solares, painéis de estufa, dispositivos médicos, recipientes para alimentos, garrafas de água, vidro à prova de balas, carcaças para eletrônicos de consumo e sinalização externa. Ele também é amplamente empregado em equipamentos de proteção, incluindo protetores faciais, óculos de segurança e capacetes.

Polietileno de Alta Densidade (HDPE)

O polietileno de alta densidade (HDPE) é uma variante mais densa do polietileno, identificada pelo código de identificação da resina 2.

O HDPE é um composto termoplástico com excelentes propriedades mecânicas, incluindo alta resistência à tração, alta tenacidade, impermeabilidade, forte resistência química, alta resistência ao impactoe isolamento elétrico. Ele também oferece uma ampla faixa de temperatura de serviço (-40 °C a +90 °C) e demonstra excelente resistência a baixas temperaturas. Além disso, o HDPE é dimensionalmente estável, econômico, reciclável e apresenta baixa absorção de umidade.

No entanto, ele tem algumas limitações, incluindo alta expansão térmica, inflamabilidade, baixa resistência a intempéries e suscetibilidade a rachaduras por estresse.

A combinação de propriedades faz do PEAD uma escolha adequada para aplicações como cabos de isolamento, frascos de xampu, tábuas de corte e tubulações. Além dos itens domésticos, o PEAD também é empregado em cirurgia plástica (reconstruções esqueléticas e faciais), bem como em compostos de madeira-plástico, pranchas de snowboard e outras aplicações de baixa temperatura.

Polietileno de Baixa Densidade (LDPE)

O polietileno de baixa densidade (LDPE) é a variante mais leve e flexível do polietileno, identificado pelo código de identificação de resina 4.

O LDPE é um polímero termoplástico macio, leve e flexível usado principalmente na fabricação de tubos e recipientes de armazenamento, como sacos plásticos e garrafas de distribuição.

Comparado ao HDPE, o LDPE é mais flexível e tem um ponto de fusão mais baixo. Ele também é quimicamente resistente, o que o torna a escolha ideal para aplicações que envolvem exposição a produtos químicos agressivos. O LDPE é econômico e reciclável, apresenta excelentes propriedades de isolamento elétrico e boa resistência à umidade.

No entanto, o LDPE não tem alta resistência, apresentando deformação plástica sob forças relativamente baixas em comparação com outros plásticos de moldagem por injeção. Outras limitações incluem alta inflamabilidade, expansão térmica significativa, temperatura máxima de serviço mais baixa e baixa resistência aos raios UV.

O LDPE é comumente usado na produção de embalagens retráteis, contêineres, garrafas squeeze, sacos plásticos, tubos, revestimentos de latas de lixo, plástico bolha e peças plásticas para computadores.

Poliestireno de uso geral (GPPS)

O poliestireno (PS), comumente chamado de poliestireno de uso geral (GPPS), é um termoplástico amplamente utilizado com um código de identificação de resina 6. Suas propriedades vantajosas incluem transparência, rigidez, controle dimensional preciso e excelente moldabilidade.

Os produtos GPPS apresentam propriedades mecânicas e elétricas excepcionaisalém de uma cor e aparência atraentes. Além disso, seu facilidade de processamento torna a moldagem altamente eficiente.

As principais desvantagens incluem fragilidade à temperatura ambiente, baixa resistência a altas temperaturas, alta inflamabilidade e resistência química inadequada, principalmente contra solventes orgânicos. O GPPS também é sensível à radiação ultravioleta devido à suscetibilidade à oxidação óptica.

O GPPS é adequado para a fabricação de formas complexaso que o torna ideal para a produção de brinquedos, estatuetas, vários itens de novidade, peças automotivas de grande porte e de paredes finas (por exemplo, painéis do painel de instrumentos) e produtos médicos transparentes, como seringas, frascos e tubos de ensaio. Além disso, o GPPS é amplamente utilizado para itens domésticos, como copos descartáveis, pratos, estojos de CD, porta-retratos, talheres de plástico e recipientes para lanche.

Poliestireno de alto impacto (HIPS)

O poliestireno de alto impacto (HIPS) é produzido pela incorporação de aditivos de borracha no poliestireno de uso geral (GPPS) para aumentar sua flexibilidade e resistência ao impacto. O HIPS é fácil de processar, altamente personalizável e está em conformidade com grau alimentício e permanece com boa relação custo-benefício.

O composto é rígido e exibe boa estabilidade dimensional. Além disso, o HIPS é totalmente reciclável, embora o próprio processo de reciclagem possa ser ineficiente. Outras desvantagens incluem alta inflamabilidade e baixa resistência a produtos químicos, principalmente solventes orgânicos.

O HIPS é comumente usado para fabricar displays de ponto de venda (POP), sinalização, capacetes de bicicleta, aparelhos compactos, televisores, brinquedos, componentes de bicicletas e peças automotivas, como painéis de instrumentos e tanques de gasolina. No setor de alimentos, é utilizado em embalagens, incluindo bandejas descartáveis, copos de café e recipientes de iogurte. Além disso, o HIPS é empregado em aplicações de impressão, gráficos, prototipagem e ferramentas.

Poliftalamida (PPA)

A poliftalamida (PPA) é um polímero termoplástico conhecido por sua alta resistência ao calor e é usado em aplicações de alto desempenho, muitas vezes como um substituição de metal.

As propriedades notáveis do PPA incluem alta resistência ao impacto, boa estabilidade dimensional, resistência a temperaturas extremas, baixa fluência e absorção de umidade, alta rigidez, resistência a chamas e resistência à fadiga. Ele também é totalmente reciclávelo que aumenta seu apelo na fabricação moderna.

No entanto, o PPA exige altas temperaturas de processamento e equipamento de secagem especializadoo que pode aumentar a complexidade da produção. Ele também é mais caro do que muitos outros plásticos e é sensível a determinados produtos químicos, incluindo ácido acético, ácido fórmico e ácidos minerais.

Graças à sua alta relação resistência/pesoO PPA é amplamente utilizado em setores sensíveis ao peso, como o automotivo e o aeroespacial. Nos carros, ele é usado em componentes como anéis de desgaste de bombas, válvulas de corte, carcaças de termostatos, resfriadores de ar e faróis de LED. Na aviação, as aplicações incluem peças estruturais, sistemas de fiação, linhas de combustível, buchas e almofadas de rolamento. O PPA também é empregado em aplicações industriais, médicas e de consumo, incluindo conectores elétricos de alta temperatura, linhas de fornecimento de gás, cateteres, máquinas de café, tubulações de água quente e cerdas para escovas de dente e de cabelo.

Polipropileno (PP)

O polipropileno (PP) é o segundo polímero termoplástico mais usado mais usado globalmente e é identificado pelo código de identificação de resina 5. Esse material mantém suas propriedades em temperaturas elevadas e alta umidade, o que o torna adequado para aplicações exigentes como cabos de amarração.

Os principais pontos fortes do polipropileno incluem alta resistência à tração, alta resistência ao impacto, excelente repelência à águae resistência a rachaduras por estresse ambiental. Essas propriedades podem ser aprimoradas ainda mais com aditivos. Além disso, o polipropileno é 100% reciclável.

Apesar de sua versatilidade, o PP tem várias limitações, incluindo inflamabilidade, degradação por raios UV, fragilização abaixo de -20 °C, baixa temperatura superior de serviço (90-120 °C), baixa adesão à pintura e suscetibilidade a arranhões.

Devido à sua natureza leve e adaptável, o PP é usado em vários setores, incluindo automotivo, médico, têxtil, construção, energia e embalagens. Entre os produtos típicos feitos de polipropileno estão caixas de bateria, para-choques, revestimentos de para-lamas, equipamentos médicos de laboratório, carpetes, tubulações, envoltórios de isolamento, revestimento, estofamento e materiais de embalagem.

Tereftalato de polibutileno (PBT)

O tereftalato de polibutileno (PBT) é um polímero termoplástico forte e rígido, popular por sua grande boas propriedades elétricas.

O PBT é durável, resistente ao calor (até 150 °C) e oferece melhor resistência ao impacto e uma temperatura de transição vítrea mais baixa do que o PET, apesar de suas estruturas semelhantes. Ele também apresenta forte resistência a solventes, óleos, graxas e vários produtos químicos, além de fornecer proteção contra raios UV e cloro.

No entanto, o PBT pode ser propenso a deformações devido a desequilíbrios de tensão e encolhimento diferencial, especialmente em peças grandes ou complexas. Ele também é inflamável, embora possa ser tratado com retardadores de chama. PBT tende a ser mais caro do que as alternativas como o polietileno (PE) ou o polipropileno (PP).

Graças à sua confiabilidade em ambientes de alto desempenhoNo setor automotivo, o PBT é comumente usado em circuitos elétricos, como carcaças, conectores de plugues e caixas de fusíveis. No setor automotivo, o PBT é encontrado em componentes do sistema de combustível, aberturas de ventilação, carcaças de espelhos, ventiladores, conectores e sensores. Sua resistência ao cloro e aos raios UV o torna adequado também para tecidos de roupas de banho.

Tereftalato de polietileno (PET ou PETE)

O PET é o plástico mais usado no mundoespecialmente para recipientes de alimentos e bebidas. Ele também é entre os plásticos mais reciclados devido a um processo de reciclagem eficiente e escalável. O PET tem o código de identificação de resina 1.

O PET é transparente, fortee flexível, com um alta relação resistência/peso-a razão pela qual as garrafas plásticas normalmente não racham quando caem. Ele tem baixíssima absorção de umidade, excelente resistência química e durabilidade, o que o torna ideal para embalagem e armazenamento.

No entanto, o PET tem limitações, como baixa tolerância ao calor, não biodegradabilidade e suscetibilidade à oxidação.

As aplicações do PET incluem garrafas plásticas, recipientes para alimentos, caixas, bolsas, roupas, componentes para aparelhos elétricos, filmes antimicrobianos, filamentos para impressão 3D, revestimentos de cilindros de gás e toalhas de microfibra.

Cloreto de polivinila (PVC)

O cloreto de polivinila, comumente conhecido como PVC, é um polímero termoplástico, classificado como o terceiro plástico mais usadodepois do polipropileno (PP) e do politereftalato de etileno (PET). Ele é identificado pelo código de resina 3.

É naturalmente branco e quebradiço. O PVC existe em duas formas: rígida e flexível. A forma flexível é criada por adição de plastificantes como os ftalatos. As principais vantagens do PVC incluem baixo custo, alta densidade, excelente resistência ao impacto, alta resistência à tração e resistência química, principalmente a álcalis.

Entretanto, o PVC apresenta baixa tolerância ao calor e libera emissões de fumaça tóxica quando derretido, o que o torna difícil de reciclar e não biodegradável.

PVC rígido é comumente usado na construção civil, em tubulações, esquadrias de janelas, pisos e capacetes de segurança. PVC flexível é mais amplamente utilizado e aparece em encanamentos, isolamento elétrico e revestimento de cabos. Outras aplicações incluem capas de chuva, cartões de crédito, calçados, bicicletas, componentes de refrigeradores e produtos infláveis, graças à sua resistência e capacidade de se dobrar para armazenamento compacto.

Resumindo

A escolha dos materiais certos para projetos de moldagem por injeção é não se trata apenas de atender aos requisitos técnicosTrata-se também de alinhar-se às restrições de produção, aos fatores ambientais e às expectativas de uso final. Cada polímero oferece um conjunto exclusivo de propriedades, desde a resistência ao impacto e a estabilidade térmica até a compatibilidade química e a capacidade de reciclagem. E não vamos nos esquecer da moldagem por injeção de metal, que acrescenta outra camada de complexidade ao processo de seleção de materiais.

Seja selecionando ABS para produtos de consumo duráveis, PET para embalagens de grau alimentício ou PPA para peças automotivas de alto desempenho, uma decisão bem informada pode melhorar significativamente a qualidade do produto, reduzir o desperdício e agilizar a fabricação.

Ao compreender as características e as vantagens e desvantagens dos plásticos comuns de moldagem por injeção, os engenheiros e profissionais de compras podem fazer escolhas melhores que afetam diretamente o sucesso de seus projetos e processos de produção.

Participe do fórum para Designers!

Sua experiência é vital para a comunidade. Junte-se a nós e contribua com seu conhecimento!

Compartilhe, aprenda e cresça com os melhores profissionais do setor.