Resistência ao calor do CPVC

Resistência ao calor em compostos e resinas de CPVC

Publicado pela Equipe de materiais de engenharia TempRite® – EMEA em 20/12/2020

O desenvolvimento pela materiais de engenharia TempRite® de CPVC com resistência inerente a calor permitiu que os engenheiros de produto ultrapassassem os limites do que objetos comuns podem fazer. Compostos produzidos a partir de resina de CPVC podem ser aplicadas em ambientes internos e externos onde outros plásticos se tornam suscetíveis a degradação.

Pontos fortes relacionados ao calor

Estes são apenas alguns dos pontos fortes relacionados ao calor inerentes ao CPVC:

  • Temperatura de amolecimento mais alta
  • Desempenho contra chamas e fumaça
  • Resistência a ácidos e oxidantes
  • Termoformabilidade
  • Resistência a impactos
  • Flexibilidade

Como o CPVC TempRite® obtém resistência a calor

O polímero de CPVC é produzido sujeitando o PVC a uma reação de cloração. Os átomos de cloro ocupam uma área muito maior da estrutura de carbono dos materiais. Isso enrijece a molécula e dá a ela uma temperatura de amolecimento muito mais alta.

Os volumosos átomos de cloro também servem para proteger a cadeia de carbono do polímero do ataque oxidativo e estabilizá-la contra reações de clivagem da cadeia.

Propriedades térmicas de termoplásticos
A estrutura molecular do PVC vs CPVC Os átomos cinzas representam a cadeia de carbono, os átomos azuis representam o hidrogênio e os átomos roxos representam o cloro, agindo como uma camada de armadura para a cadeia de carbono.

Devido a essa resistência e estabilidade inerentes ao próprio polímero, qualquer composto resultante começa forte, com muitas vantagens relacionadas ao calor.

Flexibilidade de resistência ao calor

Como o CPVC é feito com uma reação pós-cloração, a materiais de engenharia TempRite pode produzir resinas de CPVC com vários níveis de teor de cloro e peso molecular. Isso permite flexibilidade em termos de resistência ao calor. A resistência inerente ao calor no CPVC pode, portanto, ser ampliada ou reduzida. No entanto, quanto maior o peso molecular e o teor de cloro, mais difícil é processar o CPVC.

Os compostos de CPVC raramente são processados sem aditivos. Normalmente, um composto de CPVC consiste em 85 % de resina e 15% de aditivos – esses 15 % podem tanto aumentar como limitar os pontos fortes relacionados ao calor inerentes do CPVC.

Os aditivos típicos de CPVC incluem:

  • Estabilizadores
  • Antioxidantes
  • Modificadores de impacto
  • Auxiliares de processamento
  • Lubrificantes
  • Pigmentos

Para designers de produtos, a escalabilidade das qualidades resistentes ao calor do CPVC oferece um novo nível de flexibilidade na fabricação. Isso dá aos engenheiros a vantagem técnica e financeira na criação de novos produtos.

Aplicando CPVC ao ar livre

Costuma-se supor que os termoplásticos não resistem a ambientes externos hostis, onde as temperaturas podem subir a níveis excepcionalmente altos no verão e os raios UV geram radicais livres destrutivos. No entanto, a resistência UV do TempRite CPVC é inerente. Não seria possível produzir polímeros CPVC sem ele.

Da mesma forma que a estrutura molecular do CPVC é construída para resistir a incidentes relacionados ao calor, como a oxidação, a resistência UV do CPVC também protege contra os radicais livres. Normalmente, o UV divide as moléculas para produzir radicais livres que podem causar reações adversas, como a clivagem da cadeia. O CPVC tem uma resistência excepcional a essa forma bem conhecida de degradação do plástico. O CPVC é realmente produzido em um ambiente de intensa luz UV e radicais livres sem nenhuma redução significativa em seu peso molecular.

Isso permite que os fabricantes repensem onde o plástico pode ser aplicado de forma econômica, quando os usuários finais normalmente dependem de madeira, pedra ou metal. Por exemplo, cercas e revestimentos externos podem ser produzidos em CPVC, com a estética da madeira natural ou do metal.

Limites de temperatura para aplicações de CPVC

Polímeros amorfos, como PVC e CPVC, têm uma alta temperatura de transição vítrea (a faixa de temperatura na qual um polímero muda de rígido para flexível). No entanto, à medida que a temperatura diminui, o CPVC mantém sua força.

Polímeros semicristalinos, como PPR e PVDF, só podem ser usados acima de sua temperatura de transição vítrea, proporcionando menos versatilidade.

Propriedades térmicas de termoplásticos
Propriedades térmicas dos termoplásticos. (Tg = temperatura de transição vítrea, Tm = temperatura de fusão)

Como resultado, o CPVC está sendo usado em aplicações externas onde as temperaturas chegam muito abaixo de zero, como em materiais de tubulação na Sibéria.

Resistência ao calor no desenvolvimento de produtos

As resinas de CPVC da TempRite podem ter um rendimento eficiente em compostos feitos sob medida para produtos muito específicos:

Painéis estofados – Paredes e partições móveis podem ser instaladas em espaços de trabalho temporários com os benefícios de resistência a chamas do CPVC para tornar o ambiente mais seguro.

Tubulação de espuma – Útil para tubos de drenagem de resíduos e ventilação, geralmente produzidos com um centro de espuma que é sólido por fora, proporcionando um item mais leve para facilitar a instalação.

Extrusão de painel externo – Painéis de CPVC com acabamento em relevo ou brilhante na parte externa fornecem flexibilidade aos designers sem perder nenhum dos principais benefícios do polímero.

Os designers podem desenvolver um produto acabado com qualidades de resistência ao calor desde o início, sem perder nenhum benefício estético. O CPVC TempRite pode criar produtos comuns com um desempenho extraordinário.

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