Utilização de Agentes Espumantes em Misturas Secas de PVC – Qual Escolher e Por Quê?
Os fabricantes de misturas secas de PVC costumam receber pedidos específicos dos clientes sobre as propriedades do material. Um pedido comum é a adição de agentes de espumação para reduzir a densidade do PVC e diminuir a quantidade de matéria-prima utilizada na produção de tubos.
No entanto, a adição do agente de espumação correto requer seleção precisa, pois afeta a processabilidade do PVC, a qualidade da espumação e as propriedades mecânicas. Este artigo discute as melhores opções disponíveis no mercado e fatores-chave na escolha do agente de espumação correto.
1️⃣ Por que adicionar agentes espumantes a misturas secas de PVC?
Os agentes espumantes são aditivos químicos que decompõem-se termicamente durante o processamento, liberando gases (como CO₂ ou nitrogênio), o que cria uma estrutura porosa no polímero. Os benefícios incluem:
✔️ Densidade de material inferior – reduzindo a quantidade de matéria-prima necessária para produzir o mesmo volume de tubo.
✔️ Menor consumo de PVC – o PVC espumado poupa matéria-prima sem comprometer a integridade estrutural.
✔️ Isolamento térmico melhorado – a estrutura porosa melhora as propriedades de isolamento.
Nota chave: PVC espumado não altera o volume do tubo, portanto não afeta diretamente os custos de transporte. As principais economias vêm de reduzir o consumo de material, tornando a produção mais rentável.
2️⃣ Desafios na Utilização de Agentes Espumantes em Misturas Secas de PVC
Adicionar agentes de espuma a misturas secas de PVC reciclado envolve vários desafios tecnológicos:
- Homogeneização da mistura – os agentes de espumação devem ser distribuídos uniformemente por todo o material.
- Impacto na estabilidade térmica do PVC – alguns agentes de espumação podem acelerar a degradação do polímero.
- Temperatura de ativação ótima – cada agente de espumação decompõe-se a uma faixa de temperatura diferente.
3️⃣ Tipos de Agentes Espumantes para PVC – Qual Escolher?
Estão disponíveis no mercado vários agentes de espumação para misturas secas de PVC, categorizados em agentes químicos e físicos.
Agentes de Espuma Química
🔹 Azodicarbonamida (ADC)
- O agente espumante mais utilizado para PVC.
- Decompõe-se a 190–210°C, libertando nitrogénio e CO₂.
- Cria poros de tamanho médio – um equilíbrio entre a redução de peso e a resistência.
- A ativação pode ser ajustada utilizando ativadores (por exemplo, óxidos metálicos).
🔹 Oxobisbenzenossulfonilhidrazida (OBS)
-
Ativa a temperaturas mais baixas (150–180°C), tornando-a adequada para PVC com menor resistência térmica.
- Produz poros menores do que o ADC, melhorando a qualidade da superfície.
- Menos degradação térmica do que o ADC.
🔹 Carbonatos e bicarbonatos (por exemplo, bicarbonato de sódio, NaHCO₃)
- Decompor em CO₂ e água para espumar.
- Menos agressivo do que o ADC, mas pode exigir temperaturas de ativação mais elevadas.
- Adequado para aplicações menos exigentes.
🔬 Agentes de Espumação Física
Menos comum em misturas secas de PVC mas aplicado em extrusão.
🔹 Nitrogénio (N₂), dióxido de carbono (CO₂) – requerem sistemas de alta pressão para injeção de gás em PVC fundido.
🔹 Hidrocarbonetos fluorados (por exemplo, pentano, isobutano) – utilizados principalmente para a espuma de poliolefinas.
4️⃣ Como Escolher o Melhor Agente Espumante?
A escolha do agente espumante certo depende de vários fatores-chave:
Temperatura de Ativação
✔️ PVC rígido (tubos, perfis): ADC (190–210°C) ou OBS (150–180°C).
✔️ PVC espumado (por exemplo, painéis, folhas): OBS ou bicarbonatos de sódio.
Impacto na Estabilidade Térmica do PVC
✔️ Para PVC reciclado, é aconselhável evitar um alto teor de ADC – OBS pode ser uma melhor escolha.
Tamanho e Distribuição dos Poros
✔️ ADC – poros médios → um bom equilíbrio entre peso e resistência.
✔️ OBS – poros menores → superfície mais suave, menos enfraquecimento mecânico.
✔️ Bicarbonato de sódio – poros maiores → para aplicações menos exigentes.
Facilidade de Mistura com Dryblend
✔️ ADC e OBS requerem mistura intensiva, preferencialmente em misturadores de alta velocidade (por exemplo, Henschel).
5️⃣ Como Garantir uma Homogeneização Eficaz do Dryblend?
Para evitar problemas de processamento:
✔️ Utilize misturadores de alto desempenho e alta velocidade (por exemplo, Henschel) para uma distribuição uniforme de agentes de espumação.
✔️ Otimizar o tempo e a temperatura de mistura – o aquecimento excessivo pode ativar os agentes de espumação muito cedo.
✔️ Aplicar estabilizadores térmicos compatíveis para prevenir a degradação do PVC durante o processamento.
Resumo – Qual Agente Espumante Escolher para Misturas Secas de PVC?
✔️ ADC é o agente espumante mais utilizado, mas requer um controlo cuidadoso da estabilidade térmica.
✔️ OBS é mais adequado para PVC reciclado devido à sua temperatura de ativação mais baixa.
✔️ Bicarbonato de sódio é uma alternativa simples para aplicações menos exigentes.
✔️ O controlo adequado da mistura e da temperatura de ativação são cruciais para uma espuma eficaz.
Se você fabrica misturas secas de PVC e está considerando agentes de espumação, escolher o aditivo certo para o processo do seu cliente é fundamental
Temperaturas de Processamento e Decomposição do PVC
Se falarmos sobre temperaturas de processamento, vale a pena considerar:
Temperatura de Processamento de PVC:
- PVC rígido (uPVC): 160–200°C
- PVC plastificado (PVC macio): 140–180°C
Temperatura de Decomposição do PVC:
- O PVC começa a degradar termicamente a cerca de 200–220°C, mas a decomposição significativa ocorre acima de 250°C.
- Durante a decomposição, cloreto de hidrogénio (HCl) é libertado, o que acelera a degradação e causa o amarelamento do material.
Estabilizadores térmicos (por exemplo, compostos de cálcio-zinco, organotina) permitem que o PVC seja processado a temperaturas mais elevadas, atrasando a degradação.
Em aplicações industriais, manter a janela de processamento adequada é crucial para prevenir danos ao PVC durante a extrusão ou moldagem.