Plásticos de engenharia: propriedades, tipos e utilizações

Os plásticos de engenharia são polímeros de alto desempenho concebidos para substituir o metal em muitas peças industriais. Se trabalha com peças que exigem resistência, resistência à temperatura ou alto desempenho, leia este artigo para saber como os plásticos de engenharia podem fazer uma grande diferença no desempenho e na durabilidade do seu produto.

O que são plásticos de engenharia?

Os plásticos de engenharia são tipos especiais de plásticos concebidos para serem mais resistentes e duráveis do que os plásticos comuns. Suportam melhor o calor, a pressão e os produtos químicos, pelo que pode utilizá-los em aplicações exigentes como engrenagens, rolamentos e peças médicas.

Os plásticos de engenharia funcionam bem em ambientes exigentes. Pode produzir peças em plástico de engenharia por moldagem por injeção, extrusão ou até impressão 3D.

Qual é a importância dos plásticos de engenharia?

Os plásticos de engenharia são utilizados em muitos setores, como automóvel, aeroespacial, eletrónica, médico e bens de consumo. Pode utilizá-los quando o metal é demasiado pesado, dispendioso ou propenso à corrosão, e quando os plásticos comuns não são suficientemente resistentes.

São resistentes, leves e resistem ao calor, ao impacto e aos produtos químicos. Os plásticos de engenharia oferecem um bom equilíbrio entre resistência, custo, peso e durabilidade.

Plásticos de engenharia vs. plásticos de uso corrente

Os plásticos de uso corrente são os plásticos comuns que encontra em artigos do dia a dia, como garrafas, embalagens e recipientes. Incluem materiais como polipropileno, polietileno, PVC e poliestireno. Estes plásticos são baratos e fáceis de produzir, mas não são muito resistentes.

Os plásticos de engenharia, por outro lado, são mais resistentes e suportam mais esforço, calor e produtos químicos. Exemplos incluem o policarbonato e o nylon. Pode moldá-los ou maquiná-los facilmente, e mantêm-se estáveis mesmo a 120–150 °C. São leves, resistentes e duráveis, ideais para peças utilizadas em automóveis, dispositivos médicos e eletrónica.

Custam mais do que os plásticos comuns, pelo que normalmente são utilizados em produtos mais pequenos ou de alto desempenho.

Propriedades dos plásticos de engenharia

Resistência à abrasão: Pode contar com os plásticos de engenharia para resistir a riscos e desgaste. Isto torna-os excelentes para peças móveis como engrenagens e rolos.

Resistência química: Não reagem facilmente com óleos, solventes ou produtos químicos, pelo que pode utilizá-los em máquinas, instrumentos médicos e artigos de cozinha.

Estabilidade dimensional: Mantêm a forma mesmo com calor ou frio, sendo ideais para peças automóveis e aeroespaciais.

Propriedades elétricas: A maioria dos plásticos de engenharia não conduz eletricidade, pelo que pode utilizá-los em segurança em peças elétricas e de cablagem.

Inflamabilidade: Alguns tipos não pegam fogo facilmente, o que os torna ideais para zonas de alto risco, como fábricas químicas.

Compatibilidade alimentar: Certos plásticos, como o PET e o ABS, são seguros para contacto com alimentos, enquanto outros, como o policarbonato, não o são.

Resistência ao impacto: Suportam golpes ou choques súbitos, o que os torna úteis para coberturas, proteções e invólucros.

Resistência térmica: Suportam temperaturas altas e baixas sem quebrar ou derreter. O PEEK, por exemplo, funciona bem até 250 °C.

Propriedades de deslizamento: Deslizam suavemente com pouca fricção, pelo que duram mais em peças como rolamentos, polias e implantes.

Resistência aos UV: Não desbotam nem enfraquecem facilmente à luz solar, o que os torna adequados para utilização no exterior.

Absorção de água: Não absorvem água, pelo que pode utilizá-los em ambientes húmidos ou molhados.

Tipos mais comuns de plásticos de engenharia

Pode encontrar diferentes listas de plásticos de engenharia comuns. Esta lista mostra os tipos que mais provavelmente encontrará em diversos setores.

PET (tereftalato de polietileno)

Encontra frequentemente PET em garrafas, recipientes alimentares e vestuário. É resistente, barato e fácil de reciclar. No entanto, não suporta calor elevado e não é biodegradável.

ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno)

O ABS é utilizado em peças automóveis, eletrónica e artigos domésticos. É resistente, leve e acessível. Contudo, arde facilmente e pode desgastar-se com esforço repetido.

PC (Policarbonato)

Pode utilizar PC para óculos de proteção, janelas e proteções de máquinas. É resistente, transparente e resistente ao fogo. No entanto, risca-se com facilidade e expande-se quando aquecido.

Acrílico/PMMA

Conhece o PMMA como acrílico. É transparente, resistente e leve, pelo que é perfeito para janelas, proteções e luzes traseiras. Também resiste a riscos, calor e produtos químicos, e pode moldá-lo ou maquiná-lo facilmente em peças.

PPO (Óxido de Polifenileno)

O PPO é resistente, duro e resistente ao calor. Mantém bem a forma e suporta temperaturas até cerca de 195 °C. Pode utilizá-lo em peças automóveis, componentes elétricos e outras aplicações de alta temperatura.

POM (Polióximetileno)

O POM é muito resistente, rígido e resistente ao desgaste. Pode moldá-lo facilmente em engrenagens, fixadores, rolamentos e outras peças de precisão.

PBT (Tereftalato de Polibutileno)

O PBT é semelhante ao PET, mas mais resistente e estável. Resiste ao calor, à humidade, aos produtos químicos e à luz UV. Pode utilizá-lo em peças automóveis, carcaças de ferramentas elétricas e invólucros elétricos.

HDPE (Polietileno de Alta Densidade)

O HDPE é um plástico resistente e acessível, produzido a partir de petróleo. Resiste ao impacto, aos produtos químicos e à corrosão. Pode utilizá-lo em segurança para contacto com alimentos e é reciclável, o que ajuda a reduzir resíduos.

PEEK (Poliéter Éter Cetona)

PEEK é resistente, rígido e funciona bem mesmo a temperaturas muito elevadas (até 250 °C). Também resiste a produtos químicos. Pode utilizá-lo em peças como rolamentos, vedantes, válvulas, conectores elétricos e dispositivos médicos.

PPS (Sulfeto de Polifenileno)

O PPS é resistente e resistente ao calor, suportando temperaturas até 260 °C. É estável, resiste a produtos químicos e isola a eletricidade. Pode utilizá-lo em peças de máquinas, rolamentos e componentes semicondutores.

Outros Tipos de Plásticos de Engenharia

Nylon 6: É resistente, tenaz e resiste ao calor e à eletricidade. Pode melhorá-lo com fibra de vidro para maior resistência. É utilizado em rolos, polias, sedes de válvulas e isoladores.

Nylon 6-6: É semelhante ao Nylon 6, mas suporta temperaturas mais elevadas (até 103 °C) e resiste melhor aos produtos químicos. Pode utilizá-lo em rolamentos, casquilhos, rodas dentadas, correias e eletrónica.

Poliimidas (PI): As poliimidas suportam calor muito elevado, até 370 °C. São resistentes, estáveis e resistem a produtos químicos. Encontram-se em células de combustível, adesivos e revestimentos elétricos.

Poliamidas (PA): As poliamidas incluem materiais como o nylon. São tenazes, resistem ao impacto e mantêm a forma. Pode utilizá-las em vestuário, peças automóveis e rolamentos de máquinas.

PEI (Polieterimida / ULTEM®): O PEI é resistente, rígido e mantém a forma sob calor. É um excelente isolante elétrico, pelo que pode utilizá-lo em fusíveis, bobinas e interiores de aeronaves.

PEKK (Poliéter Cetona Cetona): O PEKK é resistente, resistente ao calor e resistente a produtos químicos. Pode utilizá-lo em engrenagens, bombas e implantes médicos.

PEK (Poliéter Cetona): O PEK resiste ao calor, ao fogo e aos produtos químicos, funcionando até 260 °C. É ideal para engrenagens, rolamentos e casquilhos na aeronáutica e em máquinas.

PK (Policetona): O PK é muito resistente ao impacto e ao desgaste, mais resistente do que o nylon ou o PBT. Pode utilizá-lo em peças automóveis, de petróleo e de gás.

PSU (Polissulfona): O PSU é transparente, resistente e seguro para uso alimentar e médico. Funciona até 160 °C, ideal para tabuleiros e coletores de fluidos.

PTFE (Politetrafluoroetileno / Teflon®): O PTFE é escorregadio, flexível e resiste ao calor e aos produtos químicos entre -240 °C e 260 °C. Pode utilizá-lo em utensílios de cozinha, tubos, vedantes e escovas limpa-para-brisas.

Como Funciona a Engenharia de Plásticos?

A engenharia de plásticos consiste em criar e melhorar materiais e produtos plásticos. Estuda-se como os plásticos são produzidos, moldados e utilizados, desde a investigação em laboratório até à produção em fábrica. O objetivo é desenvolver novos plásticos a partir de fontes naturais ou de petróleo que satisfaçam necessidades específicas para diferentes aplicações.

Vantagens dos Plásticos de Engenharia

• São mais resistentes do que os plásticos comuns e suportam utilizações exigentes.
• São muito mais leves do que os metais, ajudando a poupar peso e energia.
• Resistem a produtos químicos, óleos e solventes.
• Alguns suportam temperaturas muito altas ou muito baixas.
• A maioria não conduz eletricidade, pelo que é segura para peças eletrónicas.
• Mantêm bem a forma sob tensão ou calor.
• Pode moldá-los em formas complexas ou personalizadas.
• Alguns são naturalmente lisos, o que reduz o atrito e o desgaste.
• Muitos tipos podem ser reciclados para reduzir o desperdício.

Desvantagens dos plásticos de engenharia

• Alguns tipos podem amolecer ou deformar-se sob calor extremo.
• A exposição prolongada aos raios UV pode fazer com que desbotem ou fissurem.
• Custam mais do que os plásticos convencionais.
• Alguns são mais difíceis de encontrar ou adquirir.
• Podem exigir máquinas especiais ou calor para serem produzidos.
• Os aditivos podem dificultar a reciclagem de alguns tipos.
• Alguns não são totalmente transparentes, como o vidro ou o acrílico.
• Solventes fortes ainda podem danificar alguns tipos.
• Alguns podem tornar-se quebradiços em temperaturas de congelamento.

Aplicações dos plásticos de engenharia

Eis alguns exemplos comuns de plásticos de engenharia:

Peças mecânicas em plástico

Encontram-se em cames, acoplamentos e engrenagens. Têm de suportar impactos fortes, tensões elevadas e calor durante longos períodos sem perder a forma ou a resistência.

Peças resistentes a químicos e ao calor

Incluem tampas de válvulas, flautas de combustível e carcaças de bombas de água. Têm de resistir a químicos, corrosão e temperaturas elevadas para durarem mais tempo.

Peças elétricas em plástico

Utilizadas em conectores e relés, estas peças têm de resistir à eletricidade, manter a resistência e permanecer estáveis em diferentes condições.

Componentes de baixo atrito

São concebidos para se movimentarem suavemente com menos desgaste. Encontram-se em rolamentos, guias, corrediças e outras superfícies resistentes ao desgaste.

Conclusão

Os plásticos de engenharia oferecem a combinação certa de resistência, durabilidade e flexibilidade. Funcionam bem quando o metal é demasiado pesado ou quando o plástico comum não é suficientemente resistente. Pode utilizá-los para fabricar peças mais leves e robustas para automóveis, aviões ou instrumentos médicos.

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