Policarbonato (PC) na prática: o que determina a durabilidade de uma chapa ou componente transparente?

Uma chapa de cobertura transparente, uma proteção de máquina e uma viseira podem parecer semelhantes, mas os requisitos do material são muito diferentes. As letras PC numa especificação não são suficientes para selecionar o policarbonato correto para uma aplicação.

O policarbonato é um dos termoplásticos de engenharia transparentes mais importantes. Combina elevada resistência ao impacto, boa rigidez e muito boa transmissão de luz. Por isso é utilizado na construção, proteções de segurança, aplicações automóveis, componentes elétricos e eletrónicos, iluminação e muitos componentes técnicos.

A seleção começa pelas condições de serviço

Para coberturas, o projetista deve considerar a carga, a geometria da chapa, o suporte, a expansão térmica e os anos de exposição aos UV. Uma proteção de máquina acrescenta requisitos de desempenho ao impacto, qualidade ótica, fixação e contacto com agentes de limpeza. Um componente injetado também introduz geometria, espessura de parede, tensões residuais e histórico de processamento.

É por isso que dois produtos ambos designados como PC podem comportar-se de forma diferente em serviço. O peso molecular, o comportamento de fluxo, o pacote de aditivos, a estabilização UV, a cor, os auxiliares de processamento, a resistência à hidrólise e os requisitos de superfície podem ser todos diferentes. A seleção do material deve, por isso, basear-se em dados do grau comercial efetivo e não em valores genéricos para toda a família dos policarbonatos.

A transparência não é acidental

O policarbonato convencional de bisfenol-A é amorfo. As suas macromoléculas não formam extensas regiões cristalinas ordenadas que dispersariam fortemente a luz visível. Assim, o PC transparente pode proporcionar uma transmissão de luz muito elevada.

Para determinados graus transparentes de Makrolon, a Covestro indica cerca de 89% de transmitância luminosa a 1-2 mm, 88% a 3 mm e 87% a 4 mm. Estes valores não devem ser considerados universais para todos os PCs. A transmissão depende do grau, espessura, cor, aditivos, qualidade da superfície e histórico de processamento.

A elevada resistência ao impacto não resolve todos os problemas

Uma das vantagens mais conhecidas do PC é a sua elevada resistência ao impacto. No entanto, a resistência ao impacto não deve ser confundida com a resistência ao risco. As superfícies de policarbonato riscam-se mais facilmente do que o vidro. Por isso, aplicações que necessitam de manter qualidade ótica durante longos períodos de serviço podem recorrer a sistemas de revestimento duro ou outras tecnologias de proteção de superfície.

A compatibilidade química é uma questão à parte. Certos solventes, combustíveis, agentes de limpeza e outras substâncias podem iniciar fissuração sob tensão ambiental. O risco aumenta quando um componente contém tensões residuais provenientes da moldação por injeção, extrusão, curvatura, maquinação ou montagem. Um agente de limpeza adequado para vidro não é automaticamente adequado para um resguardo de máquina em PC.

Aplicações UV e exteriores

A radiação UV pode causar amarelecimento, aumento da turbidez, alterações superficiais e perda de propriedades mecânicas em PC não protegido. Os produtos destinados a uso exterior dependem, por isso, de estabilização adequada, camadas protetoras coextrudidas ou revestimentos com absorvedores de UV. Esta é mais uma razão pela qual qualquer chapa de PC transparente não deve ser automaticamente especificada para serviço exterior de longa duração.

A secagem faz parte do processo, não é um extra opcional

O PC é higroscópico, o que significa que absorve humidade do ambiente. Por isso, os grânulos devem ser devidamente secos antes da extrusão. Se houver humidade em excesso, as altas temperaturas de processamento podem causar hidrólise e quebrar as ligações das cadeias poliméricas. As cadeias tornam-se mais curtas, o peso molecular diminui e o material pode perder parte do seu desempenho mecânico, incluindo a resistência ao impacto. Para muitos graus de Makrolon, a Covestro especifica um teor máximo de humidade de 0,02%, mas os requisitos de secagem devem ser sempre verificados para o grau específico de PC.

Higroscópico não significa que uma chapa de PC acabada absorva água como uma esponja. No processamento, a principal questão é a humidade absorvida pelo material, em particular pelos grânulos, e a necessidade de a remover antes da fusão.

O que significa BPA-PC?

O policarbonato industrial mais comum é baseado no bisfenol A. A sua unidade repetitiva pode ser representada como [–O–C₆H₄–C(CH₃)₂–C₆H₄–O–C(=O)–]ₙ, correspondendo à fórmula empírica da unidade repetitiva (C₁₆H₁₄O₃)ₙ. A ligação característica –O–C(=O)–O– é o grupo carbonato, do qual esta família de polímeros recebe o nome.

Para os transformadores, a conclusão prática é mais importante do que memorizar a fórmula: o desempenho final do componente resulta da química do polímero, do grau comercial selecionado, da preparação da matéria-prima, das condições de extrusão, do design do componente e do ambiente de serviço.

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