A fabricação de plástico molda o mundo moderno, transformando polímeros crus em tudo, desde embalagens descartáveis a componentes aeroespaciais de precisão. No entanto, nem todos os plásticos são criados iguais. Os plásticos de commodities e engenharia são dois tipos comuns de termoplásticos, que podem ser derretidos, remodelados e solidificados repetidamente. Os plásticos de commodities são projetados para uma produção econômica e de alto volume de itens do dia a dia, enquanto os plásticos de engenharia oferecem desempenho superior para aplicações exigentes. Neste artigo, discutiremos as características exclusivas, os principais tipos e aplicações de cada um.
O que são plásticos de commodities?
Os plásticos de commodities estão ao nosso redor na vida diária - você pode encontrá -los facilmente na geladeira ou na sua cozinha. De acordo com a Grand View Research , o mercado global de plásticos foi avaliado em mais de US $ 49. Itens comuns, como filme, sacos de plástico, garrafas de bebidas, utensílios de mesa descartáveis e luvas médicas. Além disso, os plásticos de commodities são amplamente utilizados em outros bens de consumo diários que requerem força mecânica básica e estabilidade térmica, como brinquedos para crianças, carcaças eletrônicas e caixas de aparelhos. Eles são econômicos e fáceis de processar, portanto, geralmente produzidos em volumes muito altos.
Existem muitos tipos diferentes de plásticos de commodities, cada um com propriedades e aplicações exclusivas. Abaixo estão alguns dos mais comuns:
Polietileno (PE)
É relatado que o polietileno (PE) é o plástico mais comumente usado, representando uma grande participação de receita de 34,4% em 2024 em vários setores. A demanda por PE é impulsionada principalmente por seu uso em embalagens, como filmes, bolsas e contêineres, devido à sua resistência leve, química, facilidade de processamento e reciclabilidade.
Além disso, com os avanços, o PE vem em várias variantes de desempenho. O polietileno de baixa densidade (LDPE) é mais macio e transparente, tornando-o adequado para embalagens de filmes e sacos de plástico. O polietileno de alta densidade (HDPE) é mais forte e mais denso, comumente usado para garrafas e recipientes de alta resistência, ou tubos, tanques e componentes para sistemas de drenagem subterrânea. O polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) combina a flexibilidade do LDPE com a força do HDPE, oferecendo maior resistência ao ruptura e resistência à punção e comumente encontrada em filmes agrícolas e materiais de cobertura.
Polipropileno (PP)
Polipropileno (PP) e polietileno (PE) são poliolefinas. Eles têm propriedades semelhantes, como boa resistência química, baixa densidade e baixa absorção de água. Mas o PP tem melhor resistência ao calor e é frequentemente escolhido para itens como recipientes seguros para microondas, tubos de água quente e tampas de motor automotivo.
O PP também é mais rígido e tem melhor resistência à fadiga. É usado em interiores automotivos, gabinetes industriais e dobradiças vivas. Além disso, o PP tem maior transparência. No campo médico, é usado para seringas, garrafas IV, embalagens farmacêuticas e equipamentos de proteção descartáveis, como vestidos cirúrgicos e mídia de filtro de máscara.
Cloreto de polivinil (PVC)
O PVC é um plástico de commodities estabelecidas há muito tempo com um baixo custo. Possui cloro em sua cadeia molecular, o que oferece algumas propriedades retardantes da chama. Isso é importante para aplicações resistentes ao fogo nas indústrias elétricas e de construção. O PVC é fácil de processar de várias maneiras, incluindo extrusão, moldagem por injeção, moldagem por sopro e calendário. Também pode ser modificado adicionando plastificantes, estabilizadores, lubrificantes, enchimentos e pigmentos para alterar suas propriedades.
O PVC vem em duas formas. PVC rígido (UPVC) contém pouco ou nenhum plastificante, o que o torna difícil, rígido e resistente ao impacto. Com os estabilizadores certos, ele também possui boa resistência ao clima e estabilidade UV. O UPVC é comumente usado em tubos, quadros de janelas e cartões de crédito. PVC plastificado ou flexível torna -se mais suave, adicionando uma quantidade maior de plastificantes. Isso reduz sua temperatura de transição vítrea (TG), tornando o material mais flexível e mais fácil de dobrar. O PVC flexível é frequentemente encontrado em isolamento de cabos, piso, brinquedos infláveis e tubos médicos. No entanto, deve -se prestar atenção à migração e evaporação potencial de plastificantes, o que pode afetar a saúde e o meio ambiente.
Polystireno (PS)
O poliestireno (PS) aparece naturalmente como um sólido altamente transparente, semelhante a vidro. É um pouco rígido, mas tem baixa força de impacto e pode quebrar facilmente. Quando misturado ou copolimerizado com outros polímeros, como a adição de borracha, torna -se poliestireno de alto impacto (quadris), que oferece maior resistência ao impacto e tenacidade. Este formulário é amplamente utilizado em cartuchos de eletrodomésticos, computadores, brinquedos e sinais.
O PS também está disponível em formas de espuma, como poliestireno expandido (EPS) ou poliestireno extrudado (XPS). Essas espumas leves têm excelente isolamento de calor, resistência a choque, amortecimento e absorção de som. Eles encontram uso no isolamento de construção, embalagem de proteção e placas de isolamento. No entanto, o PS não é facilmente biodegradável, e o processo de reciclagem e reutilização do desperdício é bastante desafiador.
O que são plásticos de engenharia?
Ao contrário dos plásticos de commodities, que são econômicos e produzidos em massa para itens do cotidiano, os plásticos de engenharia são projetados para suportar condições mecânicas e ambientais com as quais os plásticos de commodities não são feitos para lidar. Eles geralmente são semi-cristalinos, o que significa que eles melhoraram a rigidez, a força, a resistência ao calor, a estabilidade química e, às vezes, até a auto-lubrificação. No entanto, eles são mais caros e geralmente são produzidos em quantidades menores para atender aos requisitos de negócios específicos ou objetivos de alto desempenho.
Embora os plásticos de engenharia sejam menos comuns que os plásticos de commodities, seu uso está crescendo à medida que transformam incursões em aplicações que tradicionalmente se baseavam em metais ou outros materiais. Portanto, ainda pode ser um desafio selecionar o material certo para o seu projeto de usinagem. No entanto, você pode usar opções de prototipagem de plástico para fazer melhores escolhas. Em seguida, vamos dar uma olhada em alguns tipos comuns de plásticos de engenharia:
Policarbonato (PC)
O policarbonato (PC) possui grupos de carbonato em sua estrutura química, que formam uma ligação rígida entre as cadeias poliméricas e tornam o material mais forte e mais rígido. É por isso que o PC é bom para produtos de segurança e resistência ao impacto, como vidro à prova de balas, capacetes e pára-brisas automotivos. A ligação de carbonato também resiste à deformação em altas temperaturas, dando ao PC uma boa estabilidade dimensional.
Como termoplástico de engenharia amorfa, o policarbonato possui absorção de água muito baixa e alta transparência óptica, o que o torna adequado para lentes ópticas, lentes de óculos e tampas de luz LED. Além disso, o PC é fácil de usinar ou moldar em formas desejadas. No entanto, é sensível à luz ultravioleta, o uso ao ar livre a longo prazo pode exigir estabilizadores UV adicionais.
Polimetilmetacrilato (PMMA) / acrílico
O PMMA é um dos primeiros polímeros de engenharia da família acrílica. Como o PC, é transparente, mas oferece transmissão de luz superior, geralmente atingindo até 92%. Isso o torna uma alternativa leve ao vidro e amplamente utilizada em tubos de luz, lentes ópticas, difusores, clarabóias e displays de alta qualidade. No entanto, a resistência relativamente baixa do PMMA é uma preocupação em aplicações de alta visibilidade, como pára-brisas, onde uma superfície clara é essencial para a segurança. É um dos polímeros mais difíceis e tem boa resistência ao tempo, com um bom desempenho em uso ao ar livre. Embora o PMMA seja rígido e tenha boa resistência à tração, ele pode ser quebradiço e pode rachar sob alto estresse ou impacto se não for projetado adequadamente.
Poloximetileno (POM) / acetal
O POM é um termoplástico altamente cristalino e linear que oferece um excelente equilíbrio de resistência, rigidez e tenacidade. É rigidez e resistência, particularmente na faixa de temperatura de 50 a 120 ° C, são maiores que as da maioria dos outros termoplásticos. À temperatura ambiente, o POM mostra um ponto de rendimento distinto em cerca de 8 a 10% de alongamento; Abaixo deste ponto, ele se recupera elasticamente mesmo após o estresse repetido, proporcionando excelente capacidade de primavera e adequação para as prendas.
Além disso, o POM tem boa resistência ao desgaste, um baixo coeficiente de atrito dinâmico e propriedades elétricas favoráveis. É geralmente resistente à fluência e à maioria dos solventes orgânicos. Sua alta temperatura de distorção de calor permite ter um bom desempenho a temperaturas elevadas, enquanto permanece eficaz em temperaturas tão baixas quanto –40 ° C.
A combinação dessas propriedades torna o POM especialmente adequado para componentes de precisão, como peças de relógio, rolos, rolamentos, rodas de engrenagens, peças de moradia, peças de bomba, válvulas e engrenagens. Além disso, a família POM é frequentemente reforçada com fibra de vidro para melhorar ainda mais as propriedades mecânicas do polímero base.
Poliamida (PA) / Nylon
A poliamida (nylon) é um plástico de engenharia versátil disponível em diferentes 'notas' e aplicado de acordo. PA 6/6 tem um ponto de fusão alto, forte resistência mecânica e excelente resistência ao desgaste. É usado em partes que enfrentam atrito e estresse repetidos, como engrenagens, rolamentos e prendedores. PA 6 oferece melhor formabilidade e fluxo a um custo menor. Enquanto seu ponto de fusão e resistência mecânica são ligeiramente inferiores ao PA 6/6, o PA 6 é particularmente eficaz na formação de fibras. Isso o torna popular para têxteis, tapetes, roupas e redes de pesca e itens do cotidiano, como cerdas de escova de dentes, cordas e sacos de nylon.
O nylon resiste aos óleos e solventes até certo ponto, mas não é muito resistente a ácidos e bases. Também absorve a umidade, o que pode afetar seu tamanho e enfraquecer algumas de suas propriedades. Em alguns casos, a umidade deve ser controlada ou o material modificado para garantir o desempenho estável.
Polietherethertone (Peek)
O PEEK é um plástico extremamente de alto desempenho usado nos setores aeroespacial, automotivo, médico e de processamento de alimentos. Uma de suas principais vantagens é sua capacidade de suportar altas temperaturas - até cerca de 250 ° C -, o que excede em muito os limites térmicos dos plásticos mais comuns. Ele também oferece excelente resistência à tração, rigidez e resistência ao desgaste e fadiga, sendo altamente resistentes a quase todos os produtos químicos. Além disso, o PEEK tem baixa absorção de umidade e é biocompatível. No entanto, é mais caro do que a maioria dos plásticos CNC devido aos altos custos de matéria -prima e à complexidade de seu processo de usinagem.
Tereftalato de polietileno (PET)
O PET é um plástico forte, transparente e semi-cristalino, com excelente resistência química. É o material principal para fibras de poliéster usadas em roupas e têxteis domésticos. O PET também fornece excelente resistência à barreira a gases e umidade, ajudando a manter as bebidas e os alimentos perecíveis frescos, impedindo a entrada de oxigênio e umidade. Além disso, o animal de estimação é amplamente reciclado através de um sistema de circuito fechado bem estabelecido, tornando-o uma opção atraente para embalagens ecológicas.
Tereftalato de polibutileno (PBT)
O PBT é semelhante em estrutura ao PET, mas inclui um grupo extra - (ch₂) ₂ -em sua espinha dorsal. Esse segmento alifático mais longo fornece à PBT melhoridade mecânica, rigidez, menor absorção de umidade e melhor estabilidade dimensional em comparação com o PET. Ele também possui excelente isolamento elétrico e resistência química. Essas propriedades tornam o PBT popular para componentes automotivos, elétricos e industriais, como conectores, engrenagens e peças de precisão, onde é necessário um desempenho mais alto.
Politetrafluoroetileno (PTFE)
O PTFE possui um dos coeficientes de atrito mais baixos entre os sólidos. Isso significa que componentes como rolamentos, vedações e peças deslizantes feitas de PTFE normalmente não requerem lubrificantes adicionais. Sua superfície naturalmente antiaderente também é amplamente utilizada em revestimentos de utensílios de cozinha e outras aplicações onde a adesão é problemática. Além disso, o PTFE é altamente resistente a quase todos os produtos químicos e oferece excelente resistência ao calor, suportando a exposição contínua a temperaturas de até 260 ° C (500 ° F). Também fornece isolamento elétrico eficaz. No entanto, em comparação com outros plásticos de engenharia, como Peek ou POM, o PTFE é relativamente macio, possui baixa resistência à tração e tende a se deformar sob estresse constante.
Conclusão
Os plásticos de commodities são materiais econômicos com resistência básica, propriedades térmicas e químicas. Eles são amplamente utilizados em embalagens, produtos descartáveis, utensílios domésticos e bens de consumo diários. Por outro lado, os plásticos de engenharia oferecem excelentes propriedades mecânicas, químicas, elétricas e ópticas e se tornaram a escolha preferida para substituir materiais como metais e cerâmica em aplicações exigentes. Se você tiver mais perguntas ou requisitos do produto sobre materiais plásticos, sinta -se à vontade para entre em contato !
Perguntas frequentes
1. Qual é a diferença entre plásticos de engenharia e plásticos especiais?
Os plásticos de engenharia são materiais de alto desempenho que oferecem alta resistência, resistência ao calor e estabilidade química para aplicações exigentes. Exemplos comuns incluem PC, PMMA e POM.
plásticos especializados são projetados para aplicações específicas de nicho que requerem propriedades exclusivas, como resistência a produtos químicos extremos, excelente clareza óptica, propriedades elétricas especializadas e estabilidade ambiental excepcional. Polímeros de cristal líquido (LCP), polietherimida (PEI) e termofitos de alto desempenho, como resinas epóxi, são os exemplos típicos.
2. Qual é o plástico de engenharia mais forte?
Não existe um único plástico de engenharia "mais forte" em geral, porque a força depende da propriedade específica (tração, flexão, impacto etc.) e das condições de uso. No entanto, poliamideimida (PAI) é considerada como tendo a maior resistência à tração entre termoplásticos não reforçados, atingindo cerca de 21.000 psi. Esse material de alto desempenho também possui excelente resistência ao desgaste e radiação, baixa inflamabilidade e emissão de fumaça e alta estabilidade térmica. O PAI é amplamente utilizado em motores a jato, motores de combustão interna, arruelas de impulso e placas de circuito impresso, bem como em válvulas, engrenagens, rolamentos, conectores elétricos e outros componentes mecânicos críticos.
3. Qual é o plástico de mercadoria mais amplamente utilizado?
O polietileno (PE) é o plástico mais utilizado, representando mais de 34,4% da produção plástica total em 2024. É um polímero termoplástico econômico que é fácil de moldar, tornando-o um item básico em embalagens, produtos de consumo e aplicações industriais. Suas várias formas, como LDPE e HDPE, expandem ainda mais seu uso global.
