Simpósio Materiais Automotivos e Nanotecnologia. 7 de Junho de 2010 Simpósio SAE Brasil São Paulo/SP

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1 Simpósio Materiais Automotivos e Nanotecnologia 7 de Junho de 2010 Simpósio SAE Brasil São Paulo/SP

2 DESENVOLVIMENTOS E APLICAÇÕES DA NANOTECNOLOGIA NA INDÚSTRIA DE TRANSFORMAÇÃO PLÁSTICA Paulo Rodi Plásticos Mueller

3 Sumário Uma visão sobre nanotecnologia: definição e investimentos Estrutura Brasileira para P&D Desenvolvimentos de produtos na indústria Tendências e aplicações futuras para o setor da mobilidade

4 O que é nanotecnologia? Nanotecnologia é a compreensão e o saber controlar a matéria em dimensões de 1 a 100 nanômetros, onde os fenômenos que ocorrem nesta escala de grandeza permitem aplicações inovadoras. Nanotecnologia envolve portanto a visualização da matéria, capacidade de medir, modelar e manipular nesta escala de grandeza. Na escala nanométrica materiais apresentam propriedades físicas, químicas e biológicas bem específicas e diferentes das observadas usualmente nesses materiais em escala macroscópica.

5 O que é nanotecnologia? Liga de Au-Ag: comprimento = 3 átomos diâmetro = 1 átomo Lab. Nac. Luz Síncrotron LNLS Ano: 2006

6 O que é nanotecnologia? Spintrônica Fios de ligas nanométricas formados por núcleo de metais magnéticos protegidos por outro metal menos reativo, possibilitarão construção de sistemas baseados na propriedade quântica do elétron.

7 National Nanotechnology Initiative (NNI) A visão do NNI é do futuro no qual a habilidade para compreender e controlar a matéria a nível nanométrico possibilita a revolução tecnológica e industrial. 25 agências federais colaboram no Plano Estratégico do NNI:

8 National Nanotechnology Investment, macro-objetivos x 7 Áreas Componentes do Programa (PCA)

9 National Nanotechnology Investment, 2007

10 Investimentos: Brasil Total = R$ 10,5 milhões

11 As Redes no Brasil 2002 CNPq: 1ª. Iniciativa em N&N (atual são 4 redes) Instituto do Milênio em Nanotecnologia (MG) Instituto do Milênio em de Materiais Complexos (UNICAMP / USP / UFRJ / UFPE) RENAMI Rede de Nanotecnologia Molecular e Interfaces

12 Investimentos: Brasil Centro de Nanotecnologia e Nanociência Cesar Lattes, em Campinas. O projeto de R$ 6 milhões financiado pela Finep. Ano: 2008 LNLS Ano: 1997

13 Avanços da indústria Brasileira Polimerização in-situ de nanocompostos de PP e PE Projetos e produtos apresentados por várias empresas: Nova Petroquímica (Suzano), Braskem, Oxiteno, Plásticos Mueller, O Boticário, Santista Têxtil, Bunge, Orbys, Petrobrás (Fonte: Nanotec Business - novembro 2007)

14 O desenvolvimento na indústria Material termoplástico com nanoargila Reduz o peso e o custo da fabricação do produto Material ecologicamente correto reciclabilidade total e a baixo custo Reduz significativamente o trabalho de preparação para aplicação de pintura

15 Ultimate strength (kgf) Material termoplástico com nanoargila Peso do produto ,7% 26,5% 3 Resistência mecânica 0 PA 6 NATURAL PA 6 NANOCOMPOSTOS PA 6 33%FV % 81% PA 6 NATURAL PA 6 33%FV PA 6 NANOCOMPOSTOS

16 Intensidade Intensidade Exfoliação DRX Nanoargila DRX Nanocompósito d=1,81nm (2Q) (2Q) Ensaio realizado no LMPSol-USP

17 Avanços da indústria Brasileira Barra de Teto FIAT Idea Adventure

18 Barra de Teto FIAT Idea Adventure Nylon + 50% fibra vidro Peso = 6,27 kg Nylon + nanoargila Peso = 4,70 kg

19 Barra de Teto FIAT Idea Adventure

20 Barra de Teto FIAT Idea Adventure Redução de peso: Barra com 50%FV = 6,27 kg Barra nanocompósito = 4,70 kg Redução de 33%

21 Propriedades 2 X 2 X

22 Processo de injeção 4 X

23 Resultados experimentais Barra Nanocompósito e Barra 50%FV resistem peso de 163kg Deflexão máx.= 35mm Deflexão máx. = 20mm

24 Ganhos obtidos Rigidez e resistência comparáveis a médio teor FV Melhoria significativa da propriedade de impacto Melhoria do acabamento superficial Redução significativa de viscosidade (redução tempo de injeção) Melhoria da estabilidade dimensional da peça (mesmo comparado com o PA6 50%FV) Redução das tensões residuais do produto

25 Novas aplicações no setor automotivo Revestimentos internos e painéis de instrumentos com elevada resistência a riscos (PP nanoestruturado) Pára-choques mais leves e com maior absorção de impactos (proteção ao pedestre) Peças estruturais em TP nanoestruturado

26 Parceria

27 Fornecedores de nanocompostos Nome comercial Matriz polimérica Nanocarga Aplicação Creanova (Vestamid) GE Plastics / Sabic (Noryl GTX) Nylon 12 NTC Condutivos elétricos PPO/Nylon NTC Peças automotivas pintadas Unitika Nylon 6 Argila Diversos Hyperion PETG, PBT, PPS, PC, PP NTC Condutivos elétricos Nanocor (Imperm) Nylon 6, PP, Nylon MDX6 Argila Diversos, injeção, garrafas PET (cerveja) Polymeric Supply Poliéster Argila Condutivos elétricos RTP Nylon 6, PP Argila Condutivos elétricos Showa Denko (Systemer) Nylon 6 Acetal Argila, mica Retardante de chama Ube (Ecobesta) Nylon 6, 12 Nylon 6, 66 Argila Sistemas de combustível Fonte: Bins & Associates, Sheyboygan, Wis.

28 Aplicações: Painéis da carroceria CTE aço = 2,0*10-6 K -1 A nanotecnologia permitiu o desenvolvimento deste material (uma poliamida aromática) com alto índice de fluidez, ideal para aplicações em produtos de paredes finas como pára-lamas, e podem ser pintados em linha com qualidade classe-a. Fonte: AEI Oct/2008

29 Paulo Rodi (11) Obrigado!