Nem dez, nem cem, nem mil. Supera o patamar de

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em dez, nem cem, nem mil. Supera o patamar de 1,5 mil o número e variedade de peças fabricadas com espuma fl exível de poliuretano que compõem o interior de automóveis comerciais. “Esse número, contudo, é inexato. Ele compõe o patamar com que nós trabalhamos.

Mas o número real é alto”, afi rma Paulo Castro, gerente de desenvolvimento de negócios da Sanko (Diadema, SP). Nesse número são incluídas peças as mais diversas, para uma infi - nidade de aplicações.

Quais são as principais características requeridas para espumas fl exíveis para o uso no interior de automóveis? Di- versas, como por exemplo um excepcional alongamento sem ruptura, ou o predomínio de células fechadas em sua superfície para evitar a passagem de ar e água. A lista é enorme. Veja a seguir quais são as principais delas e alguns exemplos de uso.

Características

Densidade Teor de cinzas Taxa de compressão

Número de células e abertura celular Fluxo de ar

Flamabilidade e fogging Hidrólise

Resiliência Alongamento

Fadiga e resistência ao rasgo Impregnação e temperatura

Mas a mensuração de características atribuídas à espuma é apenas um passo intermediário na especifi cação de um determinado tipo de espuma para um determinado tipo de aplicação. Ou seja, o uso efetivo de determinados compo- nentes em uma espuma não depende apenas de ela cumprir uma determinada característica ou especifi cação técnica, mas também do atendimento a requisitos como disponibi- lidade e custo de matérias-primas, que irão afetar o custo total da espuma. “Normalmente a trajetória para escolha de determinado tipo de espuma segue o esquema aplicação x característica x formulação”, afi rmou Castro. Veja o esquema na fi gura 1, a seguir.

Flexíveis: características especiais para cada uso

A utilização de peças em espuma fl exível de poliuretano no interior

de automóveis e outros veículos de transporte precisa obedecer a requisitos que mudam completamente

a depender da utilização da peça.

Veja como isso se dá

MotorClube

Automóveis: ampla utilização de espumas fl exíveis

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Formulação Característica Aplicação

Figura 1

D ^ENSIDADE

A atribuição de densidade é fundamental para a espe- cifi cação de qualquer tipo de espuma, em especial para a indústria automotiva. Essa é, aliás, a forma pela qual elas são chamadas: espuma 35, espuma 28, etc. A importância da densidade decorre da necessidade de atribuir características à espuma com o mínimo peso, seja da aplicação ou da peça.

Ou seja, é na escolha entre peso – geralmente baixo – e característica adicional que uma espuma é defi nida. Essa característica adicional muda a depender do caso, mas a densidade geralmente se mantém no mesmo patamar.

A indústria automotiva sempre pede espuma com densidade de exatos 28 kg/m³, para praticamente qualquer aplicação interna do automóvel”, afirmou Walter Amaro,

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Março Painel Construção Naval (Rio de Janeiro, RJ) Painel Náutico (Florianópolis, SC)

Abril Painel Materiais Avançados para a Construção Civil (São Paulo, SP) Painel Energia Eólica (Fortaleza, CE)

Maio Painel Tecnologias para Puericultura (São Paulo, SP) Painel Energia Solar (São Paulo, SP)

Painel Eletroeletrônico (Manaus, AM)

Junho Painel Tecnologias para Infraestrutura de Eventos Esportivos (Rio de Janeiro, RJ) Painel Reciclagem (São Paulo, SP)

Agosto Painel Construção Civil (São Paulo, SP) Painel Mineração (Minas Gerais)

Painel Ambientes Agressivos (São Paulo, SP)

Setembro Painel Tecnologias para Composites (Buenos Aires, Argentina) Painel Ferroviário (São Paulo, SP)

Outubro Painel Aeroespacial (São José dos Campos, SP) Painel Automotivo (São Paulo, SP)

Painel Isolamento Térmico (São Paulo, SP)

Novembro Painel Espumas Flexíveis (São Paulo, SP) Prêmio Excelência em Composites Prêmio Excelência em Poliuretano

Prêmio Excelência em Plásticos de Engenharia

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Estes eventos, todos gratuitos, têm o objetivo de divulgar os benefícios que

a automação residencial e predial confere a diversos tipos de edifi cações. Também é foco deste evento mostrar cases de utilização e a infraestrutura oferecida pela indústria brasileira, a fi m de facilitar a inclusão destes sistemas nos projetos de integradores, arquitetos, engenheiros, light designers e interior designers, entre vários outros profi ssionais de todo o Brasil.

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consultor técnico da Trorion (São Bernardo do Campo, SP). “Em alguns casos trabalhamos com espuma de 23 kg/m³”, disse. A Trorion produz espuma base poliol poliéster e poliéter. “A densidade mínima com que traba- lhamos em espuma fornecida diretamente à montadora é 23 kg/m³”, confirmou Castro, da Sanko, empresa que produz espuma de base poliéter, poliéster e um misto das duas, e para a qual a indústria automotiva é um dos principais clientes. A densidade especificada pode ser alcançada de várias formas, na formulação. Uma delas é atribuir cargas e outros compostos inorgânicos que servem para adensar a espuma. Isso afeta a espuma negativamente em teor de cinzas. Mas há inconvenientes. “As cargas inorgânicas devem ser evitadas, pois apesar de aumentarem a dureza da espuma, como são compostas, na maioria das vezes, de mi- nerais moídos, não apresentam flexibilidade alguma, além de reduzirem algumas propriedades mecânicas da espuma, diminuindo seu tempo de vida útil”, disse Vinicius Serves, da Dow (São Paulo, SP).

T ^{EOR DE CINZAS}

Cinzas são os subprodutos que sobram depois que a espuma é queimada, em testes específi cos (uma norma para essa característica é a NBR 14961, de 2007). Nesses ensaios, quanto maior for o teor de cinzas, maior será a presença de compostos inorgânicos – muitas vezes indesejáveis – na formulação. “Com a adição de cargas e outros materiais, eleva-se a densidade, sim, diminuindo muitas vezes o custo, mas também aumenta a tendência da espuma à fadiga”, afi rma Castro. Essa então é a forma pela qual a densidade afeta o teor de cinzas da espuma. Ou seja, a formulação pode estipular presença de materiais inorgânicos, mas as características desses materiais – no caso, de aumentar a tendência à fadiga da espuma, mas não só essa – fazem com que a tendência seja exclui-las da formulação. A Sanko, como Castro explica, tem uma norma interna para não trabalhar com materiais inorgânicos para produzir espuma de poliuretano.

T ^{AXA DE COMPRESSÃO}

A presença de cargas e outras substâncias afeta também as características mecânicas da espuma, uma das quais – a resistência à compressão, medida pela respectiva taxa de compressão – é especialmente importante. “Normalmente, a espuma preferida para aplicações em que a resistência à com- pressão é determinante é a espuma base poliol poliéter, que em geral tem uma resistência à compressão melhor que a de

base poliol poliés- ter”, afi rmou Cas- tro. A resistência à compressão, no caso, é medida de acordo com a NBR 8910, de junho de 2003. Uma aplica- ção para peças de espuma fl exível que precisem resistir à compressão é como calços de teto de automóveis. “A luz

de cortesia dos veículos precisa ter em volta uma peça com resistência sufi ciente para aguentar a aplicação de força pelo condutor em locais próximos à luz, de forma a não afundar o teto”, disse Castro. Mas por que não usar espuma rígida?

A resposta é: por custo. A compressão também é importante no caso da medição da defl exão da espuma por compressão.

N ^{ÚMERO DE CÉLULAS E}

ABERTURA CELULAR

“No geral, uma característica comum nas espumas fl e- xíveis de poliuretano é que elas possuem uma porcentagem expressiva de células abertas, diferente das espumas rígidas usadas em refrigeração, que devem ter células fechadas para aprisionar o gás de expansão, importante para isolamento térmico, e para aumentar a dureza do material”, disse Serves, da Dow (São Paulo, SP). O número de células, assim como o grau de abertura – ou fechamento – delas, também é um quesito muito importante em determinadas aplicações. “Se bem que é muito difícil encontrar somente um desses tipos de células em espumas fl exíveis de poliuretano”, afi rmou Serves. Um exemplo de peça em que a abertura ou fechamen- to são importantes são peças que entram no veículo apenas para impedir a passagem de ar. Essa peça precisa, além de ter um dimensional exato (se não, não cabe ou deixa o ar passar), ter um grau especialmente alto de células fechadas.

“Muitas peças encaixam-se nesse perfi l”, disse Castro. Outra aplicação de espumas com alto número de células fechadas é no revestimento interno de sistemas de ar condicionado, de forma a que elas não permitam a passagem de ar se isso for requerido. “Dá para estimar em 70% o grau de fechamento de células nesse tipo de peça”, afi rmou Amaro, da Trorion.

Já o número de células pode ser medido em ppi, poros por polegada ou cpcl (células por centímetro linear, conforme a ABNT). “Quanto maior o número de ppi (ou cpcl), mais células tem a peça”, explicou Castro.

Há aplicações por outro lado que podem requerer um nú- mero especialmente alto de células abertas. Um exemplo são fi ltros. Filtros de ar podem propositadamente possuir alto teor de células abertas (com alto número delas), enquanto fi ltros de combustível ou de óleo podem utilizar espumas fl exíveis base poliéster de células abertas em sua fabricação. “Para isso servem também as espumas reticuladas, ou seja, espumas

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exigências dimensionais

Peças: exigências em resiliência

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que possuem 100% de células abertas”, disse Castro. “Isso é conseguido com a reticulação, ou seja, a explosão das células de forma a deixá-las inteiramente abertas”. A Trorion fabrica material para filtros à base de espuma de poliéster, fazendo o tratamento necessário para obter células com alta passagem de ar. “Essas espumas são muito utilizadas na indústria au- tomobilística, além de servirem para ar condicionado, área médica, cosmética, etc.”, disse Amaro. Já a Sanko tem uma parceria com a suíça FoamPartner (Wolfhausen, Suíça), que fabrica essas espumas, e importa vários contêineres por mês dessas espumas. Perguntado se têm saída, Castro afirma que sim. “Temos vários pedidos nesse sentido”.

A quantidade de células abertas na espuma depende de mudanças na formulação. “Há meios de regular a quantidade de células abertas, principal- mente pelos aditivos usados na formulação (surfactantes e pacotes de catálise)”, informou Serves. “Além disso, o tipo de isocianato e polióis utilizado também impactam a quantidade de células abertas da espuma”, completou.

F ^{luxo de ar}

Inteiramente dependente do alto ou baixo grau de células abertas, a necessidade de controle do fluxo de ar pode dar origem a peças especialmente projetadas para não deixarem o ar passar. Uma espuma de células fechadas, ou seja, que não permite a passagem de ar, precisa alcançar de 0,5 a 1 cfm (cubic foot per minute ou pés cúbicos por minuto) para ser aceita. Para comparação, uma espuma convencional alcança um índice de 4 cfm, enquanto uma espuma de células totalmente abertas alcança 10 cfm.

“São necessárias também espumas de células fecha- das no revestimento da espuma de apoio de cabeça nos automóveis”, mostrou Amaro, da Trorion. “Nesse caso, os componentes da formulação da espuma do apoio são inje- tados num molde com a espuma dublada no tecido, e esta não pode permitir que a espuma penetre por ela e atinja o tecido”. Para isso, as espumas têm de ter células fechadas.

F lamabilidade e Fogging

Se há uma característica que as espumas para o setor automotivo não podem deixar de cumprir, esta diz respeito à flamabilidade. “A principal característica de uma espuma para a indústria automotiva é com relação à retardância à chama”, afirmou Adão Guerra, gerente técnico da Sanko. “Especifi- camente, as espumas precisam atender uma norma, que no Laminados: uso intensivo

em automóveis

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caso é a TL1010, que por sua vez é uma tradução da FMVSS 302”, completou Guerra. “Normalmente as montadoras estão mais preocupadas com as propriedades mecânicas e alguns paramêtros ligados à segurança (ex: fl amabilidade) do que com a quantidade de células abertas”, disse Serves, da Dow.

Mas o atendimento a requisitos de fl amabilidade não deve comprometer, é claro, suas resistências mecânica, química, de adesão e de baixa emissão de compostos orgânicos voláteis (fogging). “Células fechadas diminuem a queima da espuma e podem contribuir com a adesão da espuma”, disse Serves. Já o Fogging – ou embaçamento, em tradução livre – faz com que, ao serem aquecidos, os materiais do interior dos automóveis liberem componentes volatilizáveis, os quais por sua vez con- gelam no parabrisa e outras superfícies envidraçadas, dando a aparência de uma superfície na qual foi aplicado uma espécie de fi lme (o fog). Essa característica precisa ser controlada.

H ^idrÓliSe

Espumas resistentes à hidrólise são muito solicitadas pelas montadoras em virtude de grande parte das peças em espuma de poliuretano servirem com material de vedação. Ou seja, para que elas possam servir ao seu propósito, as peças de es- puma de poliuretano não podem se caracterizar por degradar sob presença da água. “Os tipos de polióis utilizados e alguns aditivos (reticulantes) podem diminuir a permeabilidade da espuma, mas isso pode ser regulado trabalhando-se no pacote de catálíse da espuma e surfatantes (silicones) utilizados”, disse Serves. Tradicionalmente, as espumas base poliol poliéter são as mais indicadas para esses usos, por resistirem bem à presença da água, ao passo que as de poliol poliéster, que re- sistem a solventes e produtos químicos diversos, não cumprem bem a tarefa com água. “Normalmente a espuma éter é mais simples para se atender ao teste de hidrólise. Já a espuma éster é complicada, devido ao radical éster dentro da formulação”, comentou Castro, da Sanko. Para testar as espumas quanto à resistência à hidrólise, elas são submetidas a uma carga muito grande de umidade (95%) e a altas temperaturas, e isso pode ser conseguido em autoclaves.

r eSiliÊnCia

Normalmente, as montadoras querem que as espumas de poliuretano tenham uma alta resiliência, que é o grau de retorno rápido da espuma em caso de compressão. Isso se aplica tanto aos laminados contato com o usuário quanto a peças em que a espuma de poliuretano serve como ma- terial de vedação. “No caso dos laminados, a espuma deve retornar rápido para não deformar em pontos específicos do laminado”, afirmou Amaro. “A resiliência é importante para o processo de colagem e também como componente para a sensação de conforto do usuário final. Além disso, a capacidade da espuma retornar após uma deformação dá uma idéia da durabilidade da mesma”, disse Serves, da Dow. A resiliência também é importante nos tecidos com espuma dublada, a fogo ou a cola. “As montadoras exigem

dos tecidos dublados que eles tenham uma densidade espe- cífica, que tenham resiliência, resistência à flamabilidade e à hidrólise”, constatou Ubiratan Mari, diretor da Dublauto (Bariri, SP). Outro requisito é possuírem células de pre- ferência fechadas. “Para o processo de colagem a fogo, as células abertas em espessuras finas dificultam a colagem, queimando com mais facilidade”. Para obter espumas com alta resiliência são usados polióis poliéteres com alto teor de hidroxilas primárias, devido ao grau de reticulação permitido pelas espumas com essas características.

a ^longamenTo

Um bom alongamento é uma característica requerida em alguns tipos de espuma para uso no interior de veícu- los. Um caso é o dos chicotes dos veículos, normalmente oferecidos com uma lâmina de espuma ao seu redor. Essa espuma aparece na peça estirada o suficiente para preen- cher toda a superfície do chicote e servir como isolante acústico. “Existem clientes dentro do mercado chicoteiro que querem que a espuma se alongue, para que o fabricante utilize menos espumas para o mesmo tamanho de chicote”, disse Castro. “Mas para evitar exageros – a espuma ficar excessivamente estirada –, elas querem espumas apenas com bom grau de alongamento”.

F ^{adiga e} reSiSTÊnCia ao raSgo

Uma boa resistência à fadiga e ao rasgo também são propriedades requeridas nas espumas para o setor automo- tivo. Isso porque quanto mais as espumas mantiverem suas características dimensionais mais durarão e cumprirão sua tarefa no interior do veículo, tarefa essa que é normalmente de isolamento acústico – e também térmico.

i mPregnaÇÃo e TemPeraTura

Duas características especiais merecem destaque no fornecimento de espumas flexíveis para o setor automo- tivo: a boa impregnação e a resistência às temperaturas.

A impregnação é importante na fabricação de tetos de automóveis. “Nesse caso, usa-se uma espuma de células abertas que passa por uma etapa de impregnação e depois junta-se com o tecido, num processo de termomoldagem do teto do carro”, explicou Guerra, da Sanko. A espuma nesse caso precisa ser de células abertas e permitir a impregna- ção, com o que o transformador termoforma o tecido e o teto do carro. “O mesmo aplica-se às laterais do carro, que precisam de condições especiais para serem termoforma- das”, explicou. Uma dessas condições é o trabalho a altas temperaturas (por volta de 180º C), de forma a permitir uma solda de alta frequência.

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