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Automotive

Ultradur® HR – PBT para ambientes quentes e úmidos

Longa vida útil sob condições difíceis

A principal característica da linha de produtos Ultradur® com o sufixo HR (hydrolysis resistant) é a altíssima resistência do polímero PBT (tereftalato de polibutileno) a danos devido a água sob altas temperaturas.

O contato com água em poliésteres, até mesmo na forma de umidade atmosférica, acarreta a clivagem das cadeias do polímero, enfraquecendo o material, especialmente sob altas temperaturas.

Ultradur® HR é baseado em PBT padrão, mas incorpora aditivos altamente efetivos no retardamento da degradação hidrolítica, podendo prolongar consideravelmente a vida útil de uma peça.

A BASF oferece uma gama de graus de Ultradur® modificado com HR que são notáveis não apenas por sua alta resistência à hidrólise, mas também por suas vantagens no processamento. O portfólio mostra os seguintes graus de Ultradur® com 15% de reforço de fibra de vidro (G3) ou 30 % de reforço de fibra de vidro (G6):

  • Ultradur® B4330 G3 HR nc
  • Ultradur® B4330 G6 HR nc
  • Ultradur® B4330 G6 HR preto 15045 (marcável a laser)
  • Ultradur® B4300 G6 HR nc
  • Ultradur® B4300 G6 HR preto 15116

Ambos os grupos de produtos, Ultradur® B4300 G6 H e B4330 G6 H, têm uma resistência de hidrólise comparável. As classes B4330 G6 HR também são modificadas por impacto. Esta é uma vantagem, se houver um perigo de rachaduras de estresse devido ao contato com meios alcalinos. O meio alcalino pode ser formado, por exemplo, como resultado de processos de corrosão em metais.

Altas exigências para aplicações de plásticos

Para aplicações críticas como em itens eletrônicos automotivos, longa vida útil e confiabilidade são requisitos básicos. Muitas vezes é possível que a temperatura operacional média em componentes eletrônicos modernos aumente, por exemplo, devido à compactação.

Também é possível que os componentes sejam usados em lugares onde sejam expostos ao calor residual do sistema motor em grande medida. Obviamente, as peças plásticas devem ser funcionais em todas as zonas climáticas, inclusive em condições quentes e úmidas.

Se borrifo de água e sal no pavimento já são fatores consideráveis, isso também aumenta as exigências sobre o plástico. Com isso, o nível e a duração da tensão mecânica são fatores decisivos na determinação de viabilidade de uma aplicação usando PBT sem resistência aprimorada à hidrólise.

Atualmente, as especificações para diversas aplicações de plásticos no setor automotivo incluem testes sob alta temperatura e umidade, ou testes com mudanças de condições climáticas. Apenas variantes de PBT com modificação HR alcançam aprovação nesses testes.

As aplicações típicas do Ultradur® HR podem ser encontradas em eletrônicos automotivos, por exemplo:

  • Caixas e tampas de equipamentos de controle
  • Sensores
  • Conectores de plug-in

Ultradur® HR combina resistência à hidrólise com processamento estável

Propriedades importantes do material, como resistência, elasticidade e resistência ao impacto, são afetadas se o PBT for danificado hidroliticamente. A figura mostra, no exemplo de resistência à tração, como a modificação de HR da classe HR Ultradur® tem um efeito positivo no uso contínuo.

Propriedades importantes do material, como resistência, elasticidade e resistência ao impacto, são afetadas se o PBT for danificado hidroliticamente. A figura mostra, no exemplo de resistência à tração, como a modificação de HR da classe HR Ultradur® tem um efeito positivo no uso contínuo.

Podem ocorrer danos ainda mais rápidos ao PBT nas condições de ensaio USCAR2, especialmente nas classes mais elevadas 3 a 5. Nestes testes, os componentes são expostos a uma sucção de umidade e calor, em um ciclo que é repetido 40 vezes. Na fase de umidade, o componente é condicionado e largamente saturado com água. A fase a quente e seca que se segue simula o aquecimento rápido de um componente completamente humedecido.

O dano hidrolítico ocorre então no componente em altas temperaturas - e, portanto, com grande aceleração - porque o componente é incapaz de se livrar com rapidez suficiente da umidade que armazenava anteriormente.

 

Na classe de teste mais alta (Classe 5), o pico de temperatura atinge 175 ° C. Apenas materiais PBT com excelente estabilização, como Ultradur® B4330 G3 HR, chegam ao final do teste (40 ciclos) sem que suas propriedades sejam afetadas significativamente. Produtos menos estabilizados apresentam danos perceptíveis, produtos sem estabilização mesmo muito antes do final do teste.

 

Os aditivos que podem ser usados para melhorar a resistência à hidrólise normalmente também são reologicamente eficazes; para ser mais específico, eles tendem a aumentar a viscosidade do fundido. Em temperaturas normais de processamento, este efeito é maior à medida que aumenta o tempo de residência. Superfícies com manchas pouco atrativas nas partes (conhecidas como efeito de mármore) são bastante inofensivas.

 

Em casos extremos, por exemplo, as câmaras quentes podem ser bloqueadas, o que inevitavelmente leva à interrupção da produção e limpeza cara de moldes e máquinas de moldagem por injeção.

Ultradur® HR é otimizado de forma que a viscosidade do fundido permaneça o mais estável possível, mesmo com longos tempos de residência - condições ideais para um processamento estável e sem problemas.

ultradur_hr_test bars_en.jpg

Além da excelente resistência à hidrólise, Ultradur® B4330 G6 HR também tem uma resistência muito maior a meios alcalinos que causam rachaduras por estresse. Danos devido a rachaduras de tensão se propagam ao longo das microfissuras emergentes. Isto também leva muito rapidamente a uma fratura macroscópica.

Ao contrário do envelhecimento puramente hidrolítico que normalmente ocorre em toda a parte, as alterações do material devido às fissuras de tensão aparecem principalmente localmente, restritas às superfícies das fissuras. Na verdade, uma pequena quantidade de um meio de iniciação de trinca pode levar a uma falha (local) da peça. Um ambiente crítico alcalino pode se formar em processos de corrosão metálica, por exemplo.

Principalmente em risco são peças de plástico que estão em contato direto com o metal. No laboratório, o estresse devido a um meio de iniciação de trinca de estresse é simulado prendendo barras de teste a um gabarito de dobra e revestindo-as com solução de soda cáustica. As barras que não têm resistência aos álcalis melhorada quebram completamente sob essas condições, mesmo após um período muito curto.

Visto que as rachaduras por tensão podem ocorrer independentemente do dano hidrolítico, as barras feitas de PBT modificado com HR também podem falhar no teste cáustico. Decisivos para a maior resistência alcalina possível são recursos adicionais, como aqueles em Ultradur® B4330 G6 HR.

A experiência mostra que os materiais que passam no teste cáustico em laboratório com bons resultados também têm um desempenho consideravelmente melhor em aplicações reais. Assim, eles melhoram a confiabilidade desejada da peça em condições ambientais críticas.

Gama de aplicações de Ultradur® 

As aplicações são tão numerosas quanto as propriedades do produto. Explore as diversas possibilidades de aplicação de Ultradur®!

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