Ao escolher um plástico de engenharia, uma das perguntas mais recorrentes é se o material resistente a raios UV ou quanto tempo durará este material em luz solar direta. Estas perguntas são pertinentes e muito importantes para qualquer tipo de projeto que você deseja elaborar. Para ter como parâmetro a importância desta questão basta olhar para os itens de baixa de plástico usados em áreas externas, como cadeiras, mesas e bancos, que provavelmente você tem em casa ou vê em alguns ambientes público. Geralmente eles estão desbotado e rachado. Quebrado ou com um aspecto quebradiço. Mas por quê?
A luz ultravioleta
A resposta é simples. Este material certamente tem pouco ou nenhum estabilizador UV (Ultra Violet Light) ou o plástico usado na ocasião é o errado para tal uso ou aplicação. A maioria dos materiais plásticos não é resistente aos raios UV, com exceção do acrílico, que possuí uma boa resistência a raios UV, principalmente em sua versão transparente. Todos os plásticos, sendo de engenharia ou não, precisam de um aditivo anti UV para dar a proteção necessária a radiação ultravioleta. Muitos materiais plásticos, se receberem tais aditivos resistentes aos raios UV corretos, podem ser usados sob luz solar direta por 10, 15 anos ou muito mais, proporcionando excelente desempenho em ambientes agressivos.
O primeiro fator na escolha de tal material é o uso pretendido. Nem todos os materiais são uma boa escolha para todas as aplicações. Embora alguns materiais tenham um desempenho excepcional, outros materiais plásticos falharão nas mesmas condições. Muitos materiais plásticos não são adequados para altas temperaturas, exposição química, luz UV, choque mecânicos ou aplicações elétricas.
O PEAD é um dos melhores materiais para uso externo a longo prazo, dado os aditivos adequados, pois sem inibidores de UV ele irá desbotar e rachar da mesma forma. Da próxima vez que você passar por um parque infantil em sua cidade, olhe para os painéis coloridos usados para fazer os equipamentos. Provavelmente esta será uma chapa de PEAD com aditivos UV pesados, o que o torna um ótimo aplicativo. Disponível em um arco-íris de cores e facilmente fabricado, este material é excelente para muitas aplicações externas.
Caso sua aplicação seja mais mecânica, os materiais indicados que poderiam ser utilizados seriam: Policarbonato, UHMW, ABS – principalmente com Korad (uma espécie de capa acrílica), Acetal, Noryl – um composto de polióxido de fenileno ou resinas de éter de polifenileno com poliestireno – e muitos outros.
Um breve resumo sobre os materiais
Policarbonato
Policarbonato é um tipo de plástico termoendurecível que é muito resistente e durável. Ele é usado em uma variedade de aplicações, como na fabricação de óculos de proteção, telhas, e até mesmo em conjuntos de brinquedos. É conhecido por sua alta resistência a impactos e flexibilidade, o que o torna ideal para uso em ambientes difíceis ou agressivos. É um plástico muito comum em nosso dia a dia.
UHMW
UHMW é a sigla em inglês para polietileno de alta densidade ultra-alta. É um tipo de plástico que é muito resistente e durável, usado em uma variedade de aplicações, como na fabricação de engrenagens, rolamentos, industria automotiva. É conhecido por sua alta resistência a desgaste, o que o torna ideal para uso em ambientes sujeitos a muitos atritos ou impactos.
ABS
ABS é a sigla em inglês para acrilonitrila butadieno estireno. É um tipo de plástico termoendurecível que é muito resistente e durável. Ele é usado em uma variedade de aplicações, como na fabricação de peças de automóveis, brinquedos, e até mesmo em conjuntos de brinquedos de montar. É conhecido por sua alta resistência a impactos e flexibilidade, o que o torna ideal para uso em ambientes difíceis ou exigentes.
O Korad citado é o nome de uma marca, dificilmente encontrada no Brasil. Korad nada mais é que uma capa feita em uma espécie de ABS com alguns tratamentos especiais, como maior resistência ao calor, tratamento anti-chamas mais eficaz com retardamento de chamas entre outras propriedades especiais que podem ser encontradas facilmente no mercado com outros nomes.
Acetal
Acetal é um tipo de plástico termoendurecível que é muito resistente e durável. Ele é usado em uma variedade de aplicações, como na fabricação de peças de precisão, engrenagens e em diversos materiais do nosso dia a dia. É conhecido por sua alta resistência a desgaste e baixa fricção, o que o torna ideal para uso em ambientes sujeitos a atritos ou impactos. É também conhecido por sua alta resistência à água, o que o torna adequado para uso em aplicações aquáticas.
Noryl
Noryl é outro caso de nome de marca como referência de um material. Noryl é um material feito de polióxido de fenileno e modificadas com poliestireno, poliamida ou polipropileno, combinando os benefícios da resina polióxido de fenileno, como alta resistência a temperaturas elevadas, boas propriedades elétricas, excelente estabilidade hidrolítica, com ótima estabilidade dimensional, facilidade de processamento e baixo peso específico. A composição mais comum do Noryl é polióxido de fenileno com poliestireno.
Como é feito o tratamento UV de um plástico?
A resistência à ação das condições meteorológicas de alguns plásticos pode ser melhorada através da adição de estabilizadores UV para proteger o polímero base. Os estabilizadores UV em plásticos funcionam geralmente absorvendo preferencialmente a radiação UV e dissipando a energia sob a forma de calor de baixo grau. Os produtos químicos utilizados são semelhantes aos dos protectores solares, que protegem a pele dos ataques UV. São frequentemente utilizados em plásticos, por exemplo, em embalagens e filmes cosméticos.
Mas é a luz ultravioleta de onda curta (UV-C) que tem a maior energia e é a mais propícia a afectar os plásticos (é também utilizada para irradiação, desinfecção e esterilização). No entanto, ao contrário dos UV de onda longa, os UV de onda curta são atenuados mais rapidamente e não conseguem penetrar no vidro comum ou na maioria dos plásticos, de modo que os efeitos que causam estão concentrados nas regiões de superfície.
As resinas padrões não são adequadas para exposição prolongada aos raios UV. Para resolver este problema, os estabilizadores UV podem ser adicionados às resinas primárias durante a produção. Alternativamente, uma camada protetora UV pode ser adicionada ao plástico após a produção na forma de um revestimento especial ou camada de co-extrusão para aumentar a resistência UV.
Todo plástico pode ser resistente a luz ultravioleta?
Sim e não. Alguns plásticos já são resistentes de fábrica, já outros precisam passar por um tratamento adicional para ter esta característica e isso resulta profundamente quantidade e qualidade de resistência a UV. Plásticos resistentes a UV não são um fenômeno novo, mas o grau de proteção depende de vários fatores, incluindo o tipo de plástico, como é produzido e a resina utilizada. Um estudo na Europa indicou que alguns tipos comuns de plástico como vinil, PVC e PET, por exemplo, não requerem nenhum tratamento para ser resistente a UV, enquanto outros, como Polipropileno, requerem um tratamento mais complexo.
Então, alguns plásticos precisam passar por um tratamento ou processo para se tornar resistentes. Seja adicionando camadas adicionais para torná-los resistentes aos raios UV, ou uma aplicação de um produto especial em sua superfície. Estes tratamentos mudarão as propriedades básicas destes materiais, desde sua aparência, quando sua resistência. Alguns tratamentos podem adicionar um brilho a estes plásticos, torna-os mais viscosos, mais duros, reduzir sua flexibilidade e etc.
É possível testar e dar um prazo de durabilidade a resistência UV de um plástico?
É um grande desafio para a indústria de plásticos prever a durabilidade de um produto com base nas condições a que ele será exposto durante sua vida útil. Isso ocorre porque fatores como clima e propriedades do material podem variar amplamente. Os produtores de matéria-prima plástica, fabricantes de equipamentos e laboratórios de testes especializados tentam simular essas condições através de testes de envelhecimento acelerado. Além da tensão mecânica, vibração e ataque químico durante o uso contínuo, o material também pode ser exposto à temperatura, umidade e luz solar.
As câmaras de envelhecimento acelerado são padronizadas e utilizam procedimentos que especificam ciclos de frio, umidade e temperatura/umidade. A duração do envelhecimento acelerado também pode ser especificada em normas, mas as normas existentes são frequentemente inadequadas e os efeitos da chuva e do vento sobre a aparência das superfícies ainda não foram adequadamente simulados.
Portanto, as durações de teste e a agressividade em temperaturas extremas estão agora adaptadas às exigências de durabilidade e às necessidades dos produtos finais. Por exemplo, na indústria automotiva, cada fabricante tem seus próprios critérios para a simulação do comportamento dos componentes, que refletem as temperaturas e cargas de radiação mais extremas que podem ocorrer. A posição dos componentes no compartimento de passageiros também é levada em consideração.
Por fim, é necessário adequar os testes para cada ocasião e para cada tipo de uso para saber exatamente o prazo de sua durabilidade e resistência a UV. Em geral, o prazo será baseado em um média e não uma garantia absoluta e é muito importante ter isso em mente. Porém, com o avanço das informações mais rápidas e distribuídas de hoje em dia com a internet, a documentação dos mais variados testes dos mais diversos casos, é possível ter um prazo para alguns usos mais próximo do real.
