Polímeros Utilizados nas Investigações

Utilizou-se para a produção dos componentes injetados nos estudos e experimentos realizados no presente trabalho os seguintes polímeros:

 Material do inserto a ser sobreinjetado – ABS (copolímero acrilonitrila butadieno estireno) com nome comercial de Lustran do fabricante Bayer (grade general purpose M301).

 Materiais utilizados para a sobreinjeção – PC (policarbonato) com o nome comercial de

Durolon (grade HFR1700) do fabricante Policarbonatos do Brasil, SAN (estireno

acrilonitrila) sob o nome comercial de Luran SAN 358N do fabricante Bayer.

A seleção do ABS como material para a fabricação dos insertos foi determinada a partir de informações obtidas por meio da revisão da literatura sobre o processo de sobreinjeção (GE PLASTICS, 2006). A partir dessas informações pôde-se observar que o ABS é um polímero regularmente utilizado no processo de sobreinjeção, principalmente quando combinado ao policarbonato. A principal justificativa para este fato é a afinidade química entre estes dois polímeros, que pode ser estimada pelo coeficiente de Hildebrand (BAIJAL, 1982). Isto confere a este par de polímeros uma boa capacidade de adesão, por meio de interdifusão de suas moléculas, na interface entre o componente previamente injetado e a camada sobreinjetada. Além disso, segundo KUZMIK (1990), o ABS apresenta um bom desempenho no processo de metalização, processo de decoração de componentes termoplásticos utilizado neste trabalho. As características físicas, térmicas e reológicas do ABS Lustran M301FC podem ser encontradas na tabela 3.1, e suas curvas de viscosidade em função das taxas de cisalhamento e temperaturas podem se observadas na Figura 3.1.

Figura 3.1 - Comportamento da viscosidade cisalhante do Lustran ABS 301M FC (Fonte Banco de dados de polímeros do Software CAE Comercial MOLDFLOW©).

Tabela 3.1 - Propriedades do Lustran ABS M301 FC (Fonte BAYER PLASTICS, 2007) Propriedades Reológicas Unidades Método ASTM Método ISO Valores Típicos

Índice de Fluidez (220ºC/10 kg) g/10min D-1238 1133 18

Densidade g/cm3 D-792 R-1183 1,04

Absorção de água (por 24 horas a 23ºC) % D-570 -

Propriedades Mecânicas

Resistência à Tração (na Ruptura) MPa D-638 R-527 -

Resistência a tração (no escoamento) MPa D-638 R-527 2,6

Módulo de Tração MPa D-638 R-527 2100

Alongamento (na Ruptura) % D-638 R-527 >15

Propriedades Térmicas

Temperatura de Deflexão Térmica (1,8 MPa) ºC D-648 75 96

Contração do moldado % D-955 - 0,5-0,8 Propriedades Ópticas Transmitância % D-1003 - - Índice de Refração (nD 25 ) - D-542 489 -

Condições de Processamento para a Moldagem por injeção

Pré-secagem: 80 - 90 ºC / 3-5 horas Temperaturas de Processamento: 240 - 260ºC

Temperatura do Molde: 30 - 60ºC

Zonas da Injetora Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4

Temperatura (ºC) 240-260 - - -

A seleção do policarbonato, para a sobreinjeção dos insertos de ABS, foi baseada principalmente em fatores como transparência e afinidade química com o ABS, que o mesmo apresenta. Além disso, características como boas propriedades mecânicas, como, por exemplo, resistência à abrasão, as quais são características desejáveis para este tipo de componente, motivaram a escolha deste polímero. Associado a estes fatores está o fato de o grade do Durolon HFR1700 possuir um índice de fluidez altíssimo (27g/10min), o que o qualifica para o processamento de peças com paredes finas, o que é explorado neste trabalho, já que a camada sobre- injetada possui características tais características. As propriedades físicas do Durolon HFR1700, bem como suas condições de processamento, encontram-se expostas na tabela 3.2 e na Figura 3.2 é apresentado o comportamento da viscosidade deste polímero em função da taxa de cisalhamento e temperatura de realização dos ensaios de reometria.

Figura 3.2 - Comportamento da viscosidade cisalhante do Durolon HFR1700 (Fonte Fonte Banco de dados de polímeros do Software CAE Comercial MOLDFLOW©).

Tabela 3.2- Propriedades e Condições de Processamento para Durolon HFR 1700 (Fonte UNIGEL PLÁSTICOS, 2007). Propriedades Reológicas Unidades Método ASTM Método ISO Valores Típicos

Índice de Fluidez (300ºC/1,2 kg) g/10min D-1238 1133 27

Densidade g/cm3 D-792 R-1183 1,2

Absorção de água (por 24 horas a 23ºC) % D-570 - 0,23

Propriedades Mecânicas

Resistência à Tração (na Ruptura) MPa D-638 R-527 68

Resistência a tração (no escoamento) MPa D-638 R-527 63

Módulo de Tração MPa D-638 R-527 2300

Alongamento (na Ruptura) % D-638 R-527 90

Propriedades Térmicas

Temperatura de Deflexão Térmica (1,8 MPa) ºC D-648 75 125

Coeficiente Linear de Dilatação Térmica x10-5 cm/cm/ºC D-696 - 6,5 Contração do moldado % D-955 - 0,5~0,7 Propriedades Ópticas Transmitância % D-1003 - 89 Índice de Refração (nD25) - D-542 489 1,586

Condições de Processamento para a Moldagem por injeção

Pré-secagem: 120ºC / 4 horas

Temperaturas de Processamento: 240 - 300ºC Temperatura do Molde: 80 - 100ºC

Zonas da Injetora Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4

A escolha do SAN, como material para a sobreinjeção, seguiu os mesmos critérios que determinaram a seleção do policarbonato, ou seja, afinidade química com o material do inserto, boas propriedades ópticas (transparência) e boas propriedades mecânicas sendo, contudo, uma alternativa de menor custo e de melhor processabilidade, já que possui temperatura de processamento inferior e índice de fluidez superior ao do policarbonato disponível comercialmente e utilizado neste trabalho (Tabela 3.3).

Tabela 3.3 - Propriedades e Condições de Processamento para o Luran SAN 358N (Fonte BASF -

THE CHEMICAL COMPANY, 2007).

Valores Típicos a 23°C Método de ensaio Unidade Valores Processamento

Índice de fluidez volumétrico 220°C/10kg ISO 1133 cm3/10min 22 Índice de fluidez volumétrico 220°C/21,6kg ISO 1133 cm3/10min 27

Temperatura de secagem °C 80

Tempo de secagem h 2-4

Temperatura de injeção °C 220-260

Temperatura do molde °C 40-80

Propriedades Mecânicas

Módulo elástico de tração ISO 527-1/-2 MPa 3700

Tensão na ruptura ISO 527-1/-2 MPa 72

Deformação na ruptura ISO 527-1/-2 % 3

Resistência à flexão ISO 178 MPa 120

Dureza Rocwell ISO 2039-2 Classe M83

Propriedades Térmicas

HDT A (1,8MPa) ISO 75-1/-2 °C 86

Temperatura de amolecimento Vicat VST B50 ISO 306 °C 106

Condutividade térmica DIN 52612-1 W/mK 0,17

Propriedades Ópticas

Transmitância ASTM D-1003 %

Índice de Refração (nD25) ASTM D-542

A melhor processabilidade do SAN, de acordo com suas propriedades apresentadas na tabela 3.3, implica em uma menor tendência a danos ao inserto sobreinjetado, pois as temperaturas e pressões dentro da cavidade podem ser significativamente reduzidas, quando comparadas às necessárias ao processamento do policarbonato, sendo possível ainda obter espessuras de parede

inferiores para a camada sobreinjetada, devido à baixa viscosidade do SAN (Figura 3.3) quando comparada à do PC.

Figura 3.3 - Comportamento da viscosidade cisalhante do Luran SAN 358N (Fonte Banco de dados de polímeros do Software CAE Comercial MOLDFLOW©).