Elastômeros
Vantagens em versatilidade e processamento

Conjugando resistência mecânica, resiliência e versatilidade com possibilidades quase ilimitadas de processamento, o elastômero de PU é um dos materiais poliméricos que mais se destaca no mercado

Os elastômeros de poliuretano estão em todo lugar. Eles estão, por exemplo, nas rodinhas de carri- nhos de supermercado, de skates, de empilhadeiras e de macas de hospitais. Ainda visíveis, estão em cepos de calçados, buchas e diversos outros produtos que associam absorção de choque, resiliência e resistência mecânica em geral. Menos visíveis, os elastômeros de poliuretano estão também presentes em ambientes industriais, como em molas, réguas para guilhotinas, gaxetas, acoplamentos, cilindros de impressão, luvas, coxins, cintas, rolos, revestimentos de superfícies e peças, etc. Às vezes, eles estão onde mal se imagina: no núcleo de amortecedores de automóveis, por exemplo. Ou em acoplamentos de transmissão de torque, também em automóveis. Com elastômeros é assim: aparecem onde for necessário.
 
Alguma história
Na primeira metade do século XX, sempre que se pensava em elastômeros o produto que quase sempre vinha à mente era a borracha, que podia ser facilmente encontrada na natureza e depois fabricada artificialmente. Esse panorama mudou quando, na segunda metade do mesmo século, a borracha natural começou a perder relevância e os avanços do progresso e da economia elevaram exponencialmente as exigências feitas a materiais e processos. Surgiram então, os elastômeros artificiais, dos quais o poliuretano é, há vinte anos pelo menos, um dos maiores destaques.
Descobertos na década de 40, os elastômeros de poliuretano são utilizados como material de engenharia, especialmente pela resiliência (fator incomum aos outros materiais) junto com altas resistências à abrasão, impacto, tração, rasgo, corte, absorção de choques, além de resistências química e dielétrica. De forma geral, as matérias-primas escolhidas definem as propriedades físicas da peça ou aplicação, e são elas que fazem do elastômero de PU um substituto vantajoso em relação à borracha, PVC, polipropileno, poliamidas, polietileno, ABS e policarbonato, entre outros. A única restrição de uso do elastômero de PU diz respeito a aplicações sujeitas a temperaturas superiores a 100º C.
 
Processamento
Em processamento, o elastômero de poliuretano também oferece vantagens. Ele não precisa, por exemplo, limitar-se aos processos de injeção e moagem, como a borracha.
O elastômero de PU pode sofrer, dentre outros processos, moldagem por vazamento (fundição), centrifugação ou rotação, moldagem por injeção e reação (RIM), moagem e vulcanização, spray, injeção e extrusão (no caso dos TPUs). Os processos de fabricação mais utilizados são moldagem por vazamento ou RIM, os quais, para além de suas características peculiares, diferenciam-se em tempo de reação.
Cada um dos processos de fabricação de elastômeros de poliuretano possui vantagens e desvantagens. Junte-se as opções de processamento com as opções de formulação e será possível entender que ainda não se sabe exatamente a que ponto, como elastômero, o poliuretano pode chegar.
 
Moldes
Os elastômeros adaptam-se a diferentes tipos de moldes, conforme o material que vai ser trabalhado. Entre os metais, usa-se ferro fundido, de fácil usinagem, com a desvantagem que sua porosidade pode interferir no resultado da peça final. Alumínio, zinco e cobre têm boa vida útil, mas sofrem a ação do calor. Os moldes podem também ser de plástico, polietileno, polipropileno, plástico reforçado (resina poliéster insaturado com fibras de vidro) e o próprio PU, indicado para pequena produção. Porém, esses moldes plásticos não são tão resistentes e deformam, precisando ser substituídos. O mais indicado para moldes acaba sendo o aço carbono, que possui uma relação custo-benefício mais satisfatória.
 
Elastômero fundido
São basicamente duas as formas de processamento de poliuretano por vazamento, as quais se diferenciam, em linhas gerais, pela ordem em que são adicionadas as matérias-primas.
A forma mais simples de processamento por vazamento é feito em uma etapa. Por esse processo, poliol, isocianato, extensor de cadeia e catalisador são misturados simultaneamente e em seguida derramados no molde. Caracterizado por requerer viscosidade baixa e proporcionar menor custo, o processo em uma única etapa resulta numa estrutura polimérica aleatória que acaba apresentando propriedades físicas inferiores às estruturas poliméricas que fazem uso de pré-polímeros.
A forma mais complexa de processar poliuretano por vazamento consiste em duas etapas, primeiro trabalhando-se o isocianato com parte do poliol e, numa segunda etapa, fazendo o polímero reagir com a outra parte do mesmo poliol com extensor de cadeia/agente de cura. Determinantes quanto à qualidade e aplicação do elastômero de poliuretano, os sistemas baseados em pré-polímeros têm adição mais fácil de controlar, possibilitando a formação de estruturas diferenciadas. Para atingir uma determinada característica, existe uma gama muito ampla de aditivos, que também levam em conta o processamento a ser utilizado.

Os mercados para elastômeros de PU
O mercado de elastômeros de PU pode ser dividido, em termos de fornecimento de produtos semi-acabados, pelos ramos de aplicação. Os principais são: calçadista, de revestimentos, gráfico, químico e alimentício, rodas e rodízio, embalagens, buchas, peças automotivas, hospitalares e peças técnicas em geral. Eles estão também presentes ainda em siderurgia (sob a forma de revestimento de rolos), mineração (revestimento de peças e dutos), setor ferroviário e setor petrolífero.
O desenvolvimento de projetos é destacado pela Recompur Indústria e Comércio (Barueri, SP) como uma das principais vantagens. “Basta que o cliente faça o pedido e apresente as características de uso para conseguirmos atender às especificações”, afirma Fernando Bergoudian, gerente geral da empresa, que está no mercado há 15 anos e acompanha a evolução dos elastômeros. Segundo Bergoudian, é comum oferecer consultoria ao cliente para fornecer o elastômero nas especificações mais indicadas para a peça que vai ser produzida e sua aplicação.
“A aplicação do elastômero é solução até em segurança do trabalho, cada vez mais exigida no Brasil”, revela Thais Dozzi Tezza, gerente de vendas da Hausthene Produtos Técnicos de PU (Santo André, SP). A empresa fornece lençóis de elastômero como forração de bancadas de inox, onde se despejam caixas de peças metálicas para seleção em linhas de produção. Esse atrito produz barulho excessivo, que o PU se encarrega de abafar. “O lençol amortece o impacto das peças metálicas e, acompanhado do uso de protetor auricular, é a alternativa para reduzir problemas de audição”, diz. Tezza esclarece que muitas peças de engrenagens de máquinas são feitas ou revestidas em PU para diminuir a emissão de ruídos. A Hausthene produz lençóis em espessuras que vão de 1 mm a 15 mm e até 3 m de comprimento, além de processar elastômeros para todos os tipos de aplicações, especialmente peças técnicas.
Quanto ao suporte e desenvolvimento de produto, a Hausthene reconhece o procedimento como um diferencial. “Os clientes nos procuram, e vice-versa, para o desenvolvimento de aplicações onde não é utilizado o PU”, diz Tezza. “O cliente, em alguns casos, não tem muita clareza do projeto, mas sabe que quer desenvolver em poliuretano.”

Mineração e siderurgia
Um exemplo prático de que o elastômero de PU chegou para ficar é a trajetória da Comercial e Industrial Petropasy (Barueri, SP), que há 40 anos era processadora de borracha e que, há 20 anos, com a entrada do poliuretano no mercado, mudou de segmento. A empresa identificou como alvo de grande consumo do produto as mineradoras, siderúrgicas e metalúrgicas, além de ferrovias. A partir daí, direcionou investimentos para oferecer tecnologia e suporte técnico, participando da transição para uma nova era, a do poliuretano. Grandes dutos de mineradoras, antes confeccionados em aço, passaram a usar reforços e revestimentos em elastômeros (foto abaixo) e evitaram as paradas para manutenção, que comprometiam o processo desde a coleta de materiais até o envio do minério. “Alguns componentes, que sempre davam problema, substituídos pelo poliuretano geram uma série de benefícios”, afirma Sidnei Cabral, gerente técnico da Petropasy. “O mercado, que antes era voltado para custo, hoje privilegia o custo-benefício. Uma peça chega a passar um ano inteiro sem precisar ser trocada”, afirma Cabral. É possível também, acompanhando o desgaste da peça, realizar a manutenção antes do rompimento, evitando conseqüências indesejáveis.
A Petropasy mantém um laboratório de desenvolvimento do produto e apresentará, ainda este ano, um spray de PU, incrementará sua linha de pré-polímeros com a caprolactona, lançará formulação de materiais atóxicos e um poliuretano com maior resistência térmica, resistindo a até 150º C.
 
Calçados
A indústria de calçados é outro segmento que descobriu o elastômero, usando cepos de várias medidas. A Perk Plast Comercial e Industrial (Diadema, SP) é uma dessas empresas. O maquinário, que antes utilizava polipropileno e sofria com a liberação de resíduos e danificação das facas, encontrou no PU uma alternativa de custo-benefício. “A elasticidade e o efeito memória do elastômero nos cepos de PU não interferem no processo do cliente, que ainda tem o recurso da usinagem, aproveitando a peça por mais algum tempo”, afirma Ricardo Pellizer, diretor industrial da Perk Plast.
Há 10 anos no mercado, a Perk Plast começou como fornecedora de semi-acabados para revendas e hoje atua em quase todos os segmentos industriais do poliuretano. Com marketing centrado na satisfação do cliente, segundo Gildásio R. Cordeiro, diretor comercial da empresa, a Perk Plast oferece amostras do material aos clientes, para que eles próprios avaliem o trabalho. “Atuamos no sentido de mostrar a peça conforme a especificação. Nesse sentido, sugerimos opções ainda mais apropriadas, informando as vantagens e desvantagens de cada provável escolha”, acrescenta.

Propriedades mecânicas típicas de elastômeros de PU

Ao se trabalhar com elastômeros de poliuretano, deve-se conhecer a aplicação a que a peça se destina. Tendo essas informações, pode-se adaptar as propriedades do elastômero ao uso. Isso significa o envolvimento dos transformadores com desenvolvimento de produto, embora muitos pedidos apareçam com características previamente determinadas. A tabela ao lado mostra a ampla gama de durezas aplicada a elastômeros de poliuretano classificadas por processo de produção. Note-se que, para além desses processos, existe também a possibilidade de usinagem das peças, ideal para desenvolver protótipos e para produção em pequena escala.



Produção e Automatização

Diversos fatores podem contribuir para a produção de elastômeros com problemas de qualidade. Alguns desses fatores são: uso de equipamentos inadequados, que não permitem alcançar homogeneidade de mistura e temperatura certa do tratamento; e formação de bolhas de ar na mistura, o que pode colocar a perder todo o material processado, sem tempo para correções ou eventual aproveitamento do material. Pedro Vieira Neto, diretor comercial da Prorevest Revestimentos (São Caetano do Sul, SP), concorda quanto à importância dos equipamentos. “Para conseguir o resultado satisfatório em usinagem e montagem de componentes, a empresa tem que dispor de máquinas operatrizes de primeira linha como tornos e fresas, entre outras”, afirma Vieira Neto.
Mas outros problemas, de ordem comercial, também afetam a produção de elastômeros. “A eficiência dos processadores esbarra nos altos impostos para automatização da produção”, diz Roberto Minoru Imai, supervisor de vendas da Crompton (São Paulo, SP), fabricante de pré-polímeros e aditivos para produção de elastômeros de poliuretano. “Somente as grandes empresas conseguem acompanhar a evolução dos elastômeros em nível internacional”, afirma. “Atualmente, produzir elastômeros com qualidade e escala exige automatização e cuidadosas condições de produção”.
Segundo Imai, o aumento do consumo do poliuretano nos últimos dez anos tem provocado queda no preço do material, o que, se por um lado possibilitou o surgimento de vários pequenos processadores, por outro lado trouxe à tona alguns problemas de assistência técnica. “Alguns transformadores não têm condições de prestar a consultoria ideal ao usuário, o que permite tirar o máximo da versatilidade do produto”, diz.
Outro problema constatado por Imai, da Crompton, diz respeito à conscientização do usuário final quanto à necessidade de encarar os elastômeros sob o ponto de vista da relação custo-benefício. “O processador tende a considerar em, primeiro lugar, quanto será necessário investir, esquecendo-se do resultado final estipulado”, afirma Imai. Graças a isso, segundo Imai, o mercado acaba se dividindo entre PU de alta performance, mais caro, e PU mais barato e, menos resistente. “A olho nu, toda peça é igual”.