Principais requisitos para polímeros utilizados em revestimentos internos automotivos. Ivani Pizzitola 06 Junho 2011

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1 Principais requisitos para polímeros utilizados em revestimentos internos automotivos Ivani Pizzitola 06 Junho 2011

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3 Introdução Alguns requisitos primordiais considerados pela indústria automotiva na escolha e desenvolvimento de materiais: Segurança Funcionalidade Inovação Sustentabilidade Desempenho Baixo Custo Qualidade Final

4 Sustentabilidade Emissões de CO 2 LEGISLAÇÃO EU Comissão Européia (CE), nº 443/2009 de 23 de abril de 2009, com metas para a redução de emissões de dióxido de carbono (CO 2 ) para automóveis novos de passageiros. 160 g CO 2 /km 130 g CO 2 /km a partir de 2012 até 2015

5 Sustentabilidade Emissões de CO 2 LEGISLAÇÃO SP A Lei nº /2009 prevê que o Estado reduza a emissão de gases em 20% até 2020, com base nos dados de ,8 milhões ton CO 2 71,1 milhões ton CO até 2020 Emissões de gás carbônico em São Paulo vão dobrar em 2035 Jornal O Estado de São Paulo, 20 de abril de 2011.

6 Ações para o controle de emissões O emprego de novos materiais é um dos pontos chaves para a diminuição do peso do veículo e consequente economia de combustível a curto prazo. = = - 10% (em massa) Redução de consumo -5 g CO 2 / km Veículo compacto Uso urbano

7 Uso de polímeros Nas últimas décadas, o uso de polímeros tem contribuindo significativamente para inovações tecnológicas, substituindo materiais tradicionais com vantagens em vários aspectos, tais como: Redução de peso Melhoria de desempenho Liberdade de criação de conceitos diferenciados Custobaixo Outros

8 Polímeros em revestimentos internos

9 Como reduzir peso? Uso de cargas ou fibras de reforço mais leves. Substituição de cargas por aditivos nucleantes, os quais melhoram a rigidez em função do aumento da cristalinidade do polímero. Nanotecnologia.

10 Especificações de produto Revestimentos internos Requisitos Essenciais Dimensionais Funcionais Legais Segurança Durabilidade Custo Requisitos Específicos Superfície Emissões Internas Resistência a riscos Resistência a impacto Intemperismo Cor e textura Outros

11 Comportamento a emissões O uso extensivo de polímeros eleva a percepção de odores no interior dos automóveis pela emissão de compostos orgânicos voláteis (VOCs), liberados sob a ação de altas temperaturas. Propriedades avaliadas: Odor Emissão de carbono total, gc/g Fogging (G), mg Emissão de Formaldeído, mg/kg

12 Comportamento a emissões O cheirinho do carro novo é mantido sem comprometimento à saúde ou ao bem estar dos ocupantes. hidrocarbonetos dióxido de enxofre sulfeto de hidrogênio mercaptanos

13 Teste de odor Avaliação sensorial 1 imperceptível 2 perceptível não incômodo 3 nitidamente perceptível 4 incômodo 5 muito incômodo 6 insuportável

14 Referências da literatura BLEDZKI, A. K.; KESSLER, A.; LIESER, J. Odour reduction on plastics and its measurement. Polymer Testing, v. 18, p , Técnica sensitiva para determinação de odor: reprodutibilidade de medições com mesmo grupo de avaliadores GUADARRAMA, A.; MÉNDEZ, R.; DE SAJA, J. A. Conducting polymerbased array for the discrimination of odours from trim plastic materials used in automobiles. Analytica Chimica Acta, v.455, p.41-47,2002. Discriminação de odores de revestimentos internos através de um nariz eletrônico XIANG et al. Effects of melt reprocessing on volatile emissions and structural / rheological changes of unstabilized polypropylene. Polymer Degradation and Stability, v. 77, p , Preocupação com respeito ao uso de reciclados no interior do veículo

15 Resistência a riscos Fatores correlacionados Características intrínsecas do polímero e propriedades como viscoelasticidade, viscoplasticidade, tensões de tenacidade e de rigidez, morfologia de superfície, dentre outras. Metodologia de ensaio (dispositivos). Interpretação dos resultados visibilidade do risco. Características da superfície: cor e textura (rugosidade).

16 Resistência a riscos Metodologia de ensaio Através de dispositivo com uma ponta esférica de metal duro, = 1mm, equipamento Erichsen, modelo 430 P. Leitura colorimétrica ( L* - Codificação Cielab), 45 /0 - D65, entre a superfície riscada e a não riscada.

17 Resistência a riscos BROWNING, R. L.; JIANG, H.; SUE, H.-J. Scratch behavior of polymeric materials. In: FRIEDRICH, K.; SCHLARB, A. K. Tribology of polymeric nanocomposites. 1st ed., The Netherlands: Elsevier, 568 p., ASTM D e ISO 19592: novo dispositivo e metodologia de ensaio

18 Resistência a riscos Deformações plásticas ocorridas nas superfícies de compósitos de polipropileno (PP) reforçado com talco (a) e com um tipo de fibra inorgânica (b). Análise por microscopia óptica: (a) (b) Compósitos com talco: utilização de aditivos para otimização da resistência.

19 Intemperismo natural Face às alterações climáticas, as exposições de veículos completos em campos com condições climáticas agressivas estão sendo aumentadas em duas ou três vezes em relação ao período usual. Clima quente-úmido Clima quente-seco

20 Intemperismo natural Tackiness ou pegajosidade Avaliação quanto à possível migração de aditivos (presentes em excesso na formulação) para a superfície de revestimentos internos, quando expostos à radiação solar. Formação de micro bolhas visíveis de óleo na superfície Análise por microscopia óptica (30x) da superfície de uma amostra de polipropileno exposta à 500 kj/m 2 (Atlas Weather-Ometer, conf. SAE J-1885). Fonte: Weather-Ometer Fonte:

21 Conclusões USO DE POLÍMEROS ESPECIFICAÇÕES REDUÇÃO DE EMISSÕES REVESTIMENTOS INTERNOS NOVOS ADITIVOS E NOVAS FORMULAÇÕES ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL REDUÇÃO DE PESO

22 Muito obrigada!