Novo Ultramid® Endure permite a substituição de metal em peças próximas ao motor

Texto: Comunicação Social – BASF.

A conscientização ambiental crescente, as condições políticas em transformação e os altos preços do petróleo estão voltando cada vez mais sua atenção à eficiência energética dos automóveis. O uso de plástico como substituto para o metal no segmento automotivo, desempenha um papel fundamental neste sentido. Por outro lado, por conta de demandas cada vez mais desafiadoras, torna-se mais difícil substituir o metal por materiais poliméricos. Esta troca é mais complicada especialmente em peças localizadas próximas ao motor, para as quais os plásticos de alta performance são frequentemente desconsiderados, devido aos custos do sistema. Por outro lado, o desempenho dos demais plásticos, não atende às necessidades atuais do segmento.

Com a nova poliamida (PA) especialidade Ultramid® Endure, os pesquisadores da BASF tiveram êxito em encontrar uma solução para este impasse. O material é uma poliamida reforçada com fibra de vidro, que combina excepcional resistência ao calor com a excelente processabilidade da PA 66. Graças à esta combinação de características, hoje é possível produzir, a custos de sistema justificáveis, peças sob o capô que ficam expostas ao ar muito quente e, dessa forma, contribuir para uma significativa redução de peso e, por fim, com a eficiência energética.

Resistência de longo prazo ao calor por meio de nova estabilização
O novo Ultramid® Endure suporta a exposição contínua a temperaturas de até 220ºC e picos de até 240ºC. Isto amplia o campo de aplicação de poliamidas à esfera da alta temperatura.

O notável aumento na resistência ao calor é obtido por meio da tecnologia inovadora de estabilização desenvolvida pela BASF. O mecanismo ocorre através da formação de uma camada protetora na superfície da peça, o que proporciona proteção contínua ao ataque de oxigênio, mesmo a temperaturas de uso até 220ºC.

O efeito desta tecnologia pode ser visto especialmente em superfícies envelhecidas. Na poliamida 66 convencional, o oxigênio provoca fissuras na superfície após 1000 horas de exposição a 220ºC, permitindo que muito mais oxigênio chegue e atue sobre as camadas mais profundas. No Ultramid® Endure, a superfície é selada rapidamente pelo novo processo de estabilização. Assim, o material continua protegido – exceto por uma camada fina de negro de fumo na superfície – mesmo após quatro meses exposto a 220ºC.

Os componentes sob o capô são frequentemente unidos por meio de solda. Para materiais com baixo teor de fibra de vidro, a linha de solda pode criar um ponto frágil, especialmente após uso e envelhecimento. O novo mecanismo de estabilização não apenas protege o polímero em si, como também fortalece esta área frágil potencial. As linhas de solda resistem bem ao uso constante sob temperaturas elevadas, pois nenhum desgaste é evidenciado mesmo após 1000 horas de exposição a 220ºC.

Material aprovado em testes
Graças a esta estabilização, o Ultramid® Endure conserva sua alta resistência em ensaios de fadiga a 220ºC, mesmo após 3000 horas de exposição. Enquanto uma queda considerável de desempenho é observada na PA 66/6 e até mesmo em termoplásticos mais fortes, como o PPA, após um período de tempo relativamente curto.

Além do efeito de envelhecimento, as propriedades do material sob temperatura de trabalho constante, desempenham um papel decisivo na concepção de uma peça. As propriedades mecânicas do material são determinantes. Se os valores forem suficientemente altos, a espessura da parede pode ser reduzida sem prejudicar a integridade da peça. O Ultramid® Endure também tem uma atuação excepcional nesse sentido, pois resiste muito mais à ruptura, numa exposição a 200ºC, se comparado a materiais semelhantes.

Além da performance de uma peça em especial, os custos do sistema são um importante critério para os sistemistas. Estes custos são determinados, em grande parte, pela processabilidade do material usado. O novo plástico oferece uma janela de processamento consideravelmente mais ampla que os demais plásticos de alta performance.

Um material para conceitos de motor moderno
Como resultado da tendência em torno de uma maior eficiência energética em automóveis, as temperaturas no compartimento do motor continuam subindo. Atualmente, por exemplo, as montadoras estão tentando melhorar a eficiência energética por meio de turbocompressores, entre outros sistemas. Esta solução produz pressões e temperaturas mais elevadas no compartimento do motor, especialmente na tubulação de entrada de ar. Nos motores a diesel com turbocompressores, por exemplo, as temperaturas de trabalho chegam até 200ºC, atingindo picos de até 230ºC.

Ao mesmo tempo, as montadoras têm interesse em substituir o metal pelo plástico por questões de peso e ao menor custo possível. Até agora, não havia alternativas aceitáveis (do ponto de vista de custos) para as resinas de alta performance consideravelmente mais caras. As possíveis aplicações do novo grade de poliamida incluem todos os componentes do duto de ar como terminais do sistema de arrefecimento, ressonadores e válvulas-borboleta. O coletor de admissão com trocador de calor por água gelada integrado, pode ser outra aplicação futura para o novo material.

Informações:
www.basf.com