A adição de cargas minerais em PP tem como principal finalidade melhorar suas propriedades mecânicas, térmicas e de processabilidade. Isso inclui aumentar a rigidez, estabilidade dimensional, resistência ao calor e ao impacto, além de reduzir a contração, mantendo o desempenho adequado para aplicações específicas.
Esta prática não é relativamente nova no mercado, tanto que seu objetivo inicial era apenas baratear os custos das linhas de produção da indústria do plástico. Com o tempo, foi descoberto que, ao adicionar cargas minerais aos polímeros, ocorre uma evolução significativa nas suas características físicas e químicas.
Para algumas indústrias, isto virou um desafio: como encontrar a mistura ideal para que o novo material tenha as propriedades adequadas para atender as necessidades do produto final? A resposta pode ser encontrada na escolha da carga mineral e na quantidade utilizada, que variam de acordo com a aplicação desejada, seja na indústria automotiva ou em outros segmentos de mercado.
Neste artigo, vamos entender melhor sobre o uso das cargas minerais.
As limitações do PP puro e a importância das cargas minerais
Compostos de polipropileno (PP) são materiais produzidos tendo como base a resina de polipropileno e aditivos modificadores, como as cargas minerais, tornando a poliolefina adequada para as mais variadas aplicações, elevando a performance desse material. Este é um dos polímeros termoplásticos mais utilizados no mercado.
Sem a adição de cargas e aditivos, este material é apresentado em seu estado puro, conhecido como polipropileno (PP) e, mesmo que apresente características relevantes, como leveza, resistência química e boa estabilidade dimensional, possui limitações, como baixa rigidez e sensibilidade a temperaturas acima de 160°C.
Essas limitações justificam a busca por soluções que melhorem as propriedades deste material. A adição de cargas minerais é uma estratégia eficaz e que auxilia na resolução dessas desvantagens, pois proporciona melhorias significativas nas características mecânicas e térmicas do material.
Os principais tipos de cargas minerais nos compostos de PP
Cargas minerais são materiais orgânicos ou inorgânicos encontrados em diferentes formas e tamanhos. Elas são utilizadas como reforço, barreira, anti-bloqueio e nucleante, proporcionando mais estabilidade dimensional, redução de contração, aumento de módulo e resistência à flexão nos compostos de PP.
Abaixo, confira quais são os seus principais tipos:
Talco
O talco, com sua estrutura em lâminas, atua como um agente de reforço, melhorando a resistência estrutural e a estabilidade dimensional do material, reduzindo o empenamento e a contração durante o processo de moldagem.
Além disso, ele contribui para uma superfície mais lisa e uniformidade no acabamento. Outro ponto relevante é que ele auxilia na resistência térmica, permitindo que o material mantenha sua forma sob temperaturas mais elevadas.
Mica
A mica é um mineral que se destaca por suas propriedades únicas, tornando-a uma carga mineral valiosa quando adicionada ao PP.
Entre as principais vantagens estão a excelente resistência ao calor, maior resistência ao impacto e melhora da aparência estética, proporcionando um acabamento mais brilhante e uniforme.
Carbonato de cálcio
O carbonato de cálcio (CaCO₃), quando incorporado ao PP, melhora significativamente a estabilidade dimensional e contribui para um aumento na resistência ao impacto.
Por ser uma carga mineral amplamente disponível, ele oferece benefícios como maior dureza e rigidez ao material, sem comprometer de forma significativa a resistência ao impacto, diferentemente de outras cargas minerais que podem reduzir essa propriedade de forma mais acentuada.
Sulfato de bário
O sulfato de bário (BaSO₄) é uma carga mineral que apresenta características distintas que a tornam adequada para ser adicionada no PP. Por apresentar uma densidade de aproximadamente 4,5 g/cm³, a mistura se torna ideal para aplicações onde o peso é um fator crítico.
Além disso, auxilia na melhoria das propriedades mecânicas, aumentando a dureza, a resistência ao impacto e a resistência química, principalmente por ser uma carga mineral inerte, portanto, não participa de reações químicas.
Aplicações dos compostos de PP com cargas minerais
Os compostos de PP têm uma ampla gama de aplicações em diversas indústrias, devido às propriedades aprimoradas e outras características citadas anteriormente.
Indústria automotiva
Uma das principais aplicações é no setor automotivo, como a fabricação de paineis internos e revestimentos. O uso do PP com carga mineral por exemplo, melhora propriedades como a estabilidade dimensional, tornando o material mais resistente, e auxiliam em maior leveza do veículo, o que auxilia na redução do consumo de combustível.
Construção civil
Outra aplicação está na construção civil, na qual são utilizados em tubulações e peças de acabamento.
Os mais recomendados para cada um destes são o PP com talco, pois aumenta a resistência ao impacto e a durabilidade, enquanto mantém a flexibilidade necessária para acomodar tensões ambientais; e o PP com carbonato de cálcio, que é ideal para fornecer maior estabilidade e resistência ao desgaste em portas e janelas.
Embalagens
Outro setor que utiliza bastante plástico é o de embalagens, principalmente indústria de embalagens rígidas, como de alimentos, produtos de consumo e cosméticos.
Para esta produção, o PP com carbonato de cálcio é o mais recomendado pois proporciona uma boa rigidez ao produto final e ainda reduz o seu peso, especialmente em tampas e potes. Já para as embalagens industriais, a adição de cargas, como talco e sulfato de bário, proporciona maior resistência mecânica e propriedades de barreira, tornando as embalagens mais eficazes na proteção do conteúdo.
Saúde
O setor da saúde também é um dos mais beneficiados com o uso dos compostos de PP. Entre as principais aplicações para o setor estão no desenvolvimento de seringas, frascos e outros equipamentos descartáveis, que possuem PP com carbonato de cálcio em sua fabricação.
Aplicações industriais
Na indústria, o PP puro muitas vezes não atende às exigências de desempenho mecânico e térmico. Com a adição de cargas minerais, tornam-se adequados para a produção de filmes, chapas, fibras, peças estruturais e placas de filtro, ampliando sua aplicação em setores que requerem maior resistência e durabilidade.
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