• Drano Rauteon

Borracha e Plástico - O que são? - Parte 5

Atualizado: há 4 dias

Pra nós, basta olhar pra um objeto e dizer que ele possui plástico, borracha e metal em sua composição, mas não é bem assim que as coisas funcionam.

Plástico não é “tudo igual”, assim como a borracha e o metal também não são. É comum as pessoas classificarem a qualidade de um produto de acordo com essas terminologias, porém devemos saber que há centenas de polímeros diferentes, que proporcionam milhares de combinações, isto é, compósitos, que permitem agregar qualidades de diferentes materiais e criar produtos de alta qualidade. É o que ocorre com correias, que podem ser feitas de PA66-HNBR-GF-AF, de retentores que são feitos de PTFE ou FPM, de peças de motores e veículos feitas em PA66-GF ou PPGF, calços, coxins e batentes feitos em PU, de dielétricos de capacitores feitos em PP, PE, PC e até polímeros condutores PPy e PEDT.

Mas para sabermos definir a qualidade de um produto, precisamos conhecer as combinações destes materiais, as qualidades e defeitos que cada um possui e a vantagem e desvantagem de utiliza-los. Também é necessário saber que há produtos iguais (que podem ser aplicados no mesmo sistema), porém feitos de materiais diferentes e com diferenças de preços gritantes, como é o caso de retentores. Um retentor de PTFE ou FPM possui uma durabilidade demasiadamente alta, porém seus preços destoam das outras tecnologias mais defasadas, e essa falta de conhecimento do povo sobre as justificativas do preço alto fazem com que a maioria opte pelo mais barato achando que é “tudo a mesma coisa”.

Outra coisa fácil de se ver na população leiga e até entre profissionais desses ramos é que muitos não conhecem de fato o produto que estão utilizando (ou pelo menos insistem em utilizar termos errôneos). Um bom exemplo são as velhas juntas de vedação estáticas de cabeçotes de motores a combustão interna, que antigamente eram baseadas em Fibra de Amianto e que, pela legislação moderna, foram substituídas por Fibra de Carbono, Fibra de Vidro ou Fibra de Aramida, porém até hoje são conhecidas por todos como “juntas de amianto” ou “juntas de papelão de amianto”.

Nesta série de artigos, com a concatenação de informações selecionadas em vários sites, escritas por vários autores, trago a explicação resumida sobre Fibras, Plásticos e Borrachas e exemplos de vários materiais compósitos que são utilizados amplamente pela indústria química, automobilística, eletrônica e diversas outras, porém com enfoque na eletrônica e mecânica.


Este capítulo é exclusivamente dedicado a lhe mostrar uma boa lista de exemplos de uso de plásticos e borrachas na indústria automobilística e de eletrônicos / eletrodomésticos.

As resinas sintéticas são muito utilizados na indústria eletrônica e na elétrica:


→ Capacitores de Plástico podem utilizar como dielétrico o Polipropileno (PP), Poliestireno (PS), Poliéster (Tereftalato de Polietileno Orientado Biaxialmente, abreviado por BOPET), Policarbonato (PC), Politetrafluoretileno (PTFE), Naftalato de Polietileno (PEN) ou Sulfeto de Polifenileno.

Para saber mais sobre estes capacitores, CLIQUE AQUI!


→ Os CDs, DVDs e BluRays utilizam Policarbonato (PC) em uma de suas camadas. Para saber mais sobre discos ópticos, CLIQUE AQUI!


→ O Policarbonato também pode ser utilizado na produção de componentes estruturais e de acabamento de smartphones e celulares, como é o caso do LG K10 K430TV abaixo:

Imagem 1 - Perceba a marca ">PC<" no lado interno da tampa da bateria


→ Fitas de vídeo VHS, fitas cassete e disquetes são feitos de Tereftalato de Polietileno Orientado Biaxialmente (BOPET) com uma película de óxido de ferro por cima. Para saber mais sobre o disquete, CLIQUE AQUI!


→ Capacitores de Polímero de Tântalo ou de Polímero de Alumínio utilizam Polímeros Semicondutores, como por exemplo o Polipropirrol (PPy) ou o Politiofeno (PEDOT ou PEDT). Para saber mais sobre os capacitores que empregam Polímero Semicondutor em sua estrutura, CLIQUE AQUI e CLIQUE AQUI!


→ Telas AMOLED, PMOLED, Super AMOLED e demais variações de telas OLED também utilizam Polímeros Semicondutores, como por exemplo o poli(p-fenilenevinileno) (abreviado PPV) ou o MEH-PPV (PPV modificado com grupos Alcoxi), além de moléculas menores que os polímeros, como por exemplo o tris(8-hidróxiquinolinato) de Alumínio dopado com Diclorometano (abreviado DCM2:Alq3). Para saber mais sobre displays OLED, CLIQUE AQUI!


CURIOSIDADE: Os Polímeros Semicondutores também podem ser chamados de Semicondutores Orgânicos, sendo a base de estudos da Eletrônica Orgânica.

Para saber mais sobre Semicondutores Orgânicos e Inorgânicos, CLIQUE AQUI!

Para saber mais sobre o funcionamento de LEDs orgânicos e Inorgânicos, CLIQUE AQUI!


→ Conduítes de proteção de fios podem utilizar Policloreto de Vinila (PVC – Polyvinyl Chloride). Capas de cabos USB, HDMI e outros também podem ser compostos por PVC. Uma curiosidade é que, por dentro de um cabo USB, entre a capa externa de PVC e a capa de cada fio pode haver um preenchimento isolante de FPE, sigla para Polietileno Espumado (Foamed Polyethilene).


→ Invólucros e carcaças de boninas de ignição e módulos eletrônicos que operam sob altas temperaturas podem utilizar Poliamida com alguma porcentagem de Fibra de Vidro (PA66-GF). Veja abaixo a imagem de um sensor de temperatura (Termistor NTC) e observe seu conector elétrico feito em PA66-GF30:

Imagem 2 - Sensor de temperatura utilizado na linha Renault


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre Termistores e outros tipos de resistores, dê uma olhada no e-book "O Universo da Eletrônica", aqui no HC!


Veja abaixo uma caixa de fusíveis da linha FIAT Pálio e observe uma pequena diferença na marcação da composição química:

Imagem 3 - Perceba a marcação PA6 (GB20 + GF10). Ela significa uma mistura de 10% de Fibra de Vidro com 20% de Esferas de Vidro (GB - Glass Bead). Essa mistura de diferentes formatos de vidro traz uma estabilidade dimensional ao compósito. É até comum o uso de PA reforçado com GF+GB em caixas de relés e fusíveis.


→ Alguns sensores e atuadores de um motor a combustão podem utilizar o Tereftalato de Polibutieno reforçado com 30% de Fibra de Vidro (PBT-GF30), como é o caso da bobina de ignição genuína para linha GM 1.0 8V e 1.4 8V VHC / VHC-E, ou no caso do sensor MAP da Siemens VDO para um motor Renault mostrado na imagem abaixo:

Imagem 4 - Sensor MAP com invólucro de PBT-GF30


→ Placas de Circuito Impresso multicamadas de computadores, notebooks, além de vários outros sistemas eletrônicos utilizam FR4 (GF + poliepóxido), como também porcentagens de Fenolite ou Baquelite em sua composição.


A Fibra de Vidro é de extrema importância nessas placas, tanto que em folders da fabricante AsRock é destacado a malha de GF mais densa nas camadas da PCB reduzindo assim a absorção de umidade. Veja a imagem abaixo:

Imagem 5 - Trecho de um infográfico da fabricante AsRock


→ Por falar em baquelite, é comum soquetes de lâmpadas domésticas feitas com este material. Veja a imagem de um soquete destes abaixo:


Imagem 6 - Soquete de lâmpadas feito de baquelite


→ Capacitores e relés podem ter um invólucro feito em Polímero de Cristal Líquido (LCP - Resina Poliéster aromática termoplástica que em estado sólido possui excelentes características para estes fins), podendo até ter um preenchimento interno de resina sintética Poliepóxido (chamado popularmente de Epóxi). Resistores, capacitores e indutores SMD também podem ter encapsulamento feito em Poliepóxido. Veja abaixo a imagem de um componente com estas características:

Imagem 7 - Capacitor com invólucro cilindrico de plástico LCP e preenchimento interno de epóxi, que pode ser visto na região dos dois terminais;


O poliepóxido também é encontrado em bobinas de ignição de motores de combustão interna. Assim como no capacitor mostrado acima, há um preenchimento de poliepóxido dentro de um invólucro feito com o compósito PBT-GF30, PET-GF30 ou outro semelhante. Um exemplo disso é a bobina de ignição genuína Mopar-Eldor (cod. 55267998) para a linha de motores FIAT FIREfly, que equipa Mobi e Argo, por exemplo.


CURIOSIDADE: Alguns circuitos eletrônicos utilizam a tecnologia COB (Chip On Board) onde um microcontrolador ou microprocessador é embutido na placa. Para fazer circuitos impressos com esta característica é comum o emprego de Poliepóxido. Esta resina é colocada por cima do chip, sendo chamada de "Glob Top", uma espécie de encapsulamento que gera bastante dificuldade para acessar o chip caso precise ser feito uma manutenção. Veja um Glob Top na imagem abaixo:

Imagem 8 - CI recoberto por resina Poliepóxido


→ Sockets PGA, Slots PCI, PCI Express, conectores de energia ATX, P4, EPS12, Conector IDE e SATA, slots de memória RAM, conectores VGA e DVI de placas-mãe de computador e notebook utilizam como estrutura plástica isolante o material LCP (Liquid Cristal Polimer). Veja abaixo a imagem de um slot PCIe x16:

Imagem 8 - Slot PCIe x16 2.0 (laranjado) e slot PCIe x1 2.0 (branco) de uma placa-mãe ECS G45T-M2


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre hardware de PC, dê uma olhada no e-book "O Hardware nos Mínimos Detalhes", aqui do HC!


Abaixo a imagem de um soquete PGA 939 da AMD feito em LCP:

Imagem 9 - Socket AMD PGA 939 fornecido pela Foxconn


Abaixo, um datasheet com características estruturais de um slot DDR3 DIMM fornecido pela Fujitsu:

Slot DDR3 DIMM
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Agora, um datasheet com o design de soquete da plataforma AM3+ da AMD. Ao final da página 17 a descrição da utilização de LCP e da norma UL 94V-0.

Design do Socket AM3B
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A Intel, em suas documentações sobre soquetes PGA não especifica exatamente qual o polímero que deve ser utilizado, apenas informa a obrigatoriedade do uso de um termoplástico que se enquadre na norma UL 94V-0, bem como tenha um coeficiente de expansão por temperatura compatível com o processo de solda BGA e o uso de placas de circuito multicamadas de FR4 (GF + poliepóxido).


CURIOSIDADE: Todas as placas de circuito, conectores, slots, soquetes e componentes eletrônicos em geral que possuam polímeros em sua construção costumam estar inclusos na norma UL 94V-0. Mas o que é dita esta norma? Leia o Capítulo 4 desta série sobre plásticos e borrachas e descubra!


→ Dentre os materiais poliméricos que podem ser utilizados em jarras de liquidificadores domésticos, o PMMA (Polimetilmetacrilato) e o SAN (Estireno Acrilonitrilo) são os mais utilizados. Ambos podem ficar esbranquiçados com o passar do tempo e uso, porém, em relação ao Acrílico o SAN é mais resistente à impactos e não risca com tanta facilidade, bem como está livre do Bisfenol A (BPA), substância química que pode ser liberada na comida quando colocada em contato com alimentos em altas temperaturas. Um exemplo de liquidificador com jarra em SAN é o Electrolux BEB11. Veja abaixo a imagem do Philco PH1200, que possui jarra em PMMA:

Imagem 10 - Philco PH1200 com jarra em Acrílico


→ Ainda no assunto liquidificadores, jarras de Polipropileno (PP) e Policarbonato (PC) também podem ser encontradas no mercado, como é o caso do modelo Philips Walita Daily e da linha Diamond Blender, da KitchenAid, respectivamente.


→ Mesas com o bloco óptico de leitores de CD, DVD e BluRay costumam ter três ou quatro coxins na interface com a carcaça interna do aparelho. Esses coxins são extremamente macios, geralmente um composto de borracha de Silicone (Q) e servem para atenuar a vibração da mesa, bem como impedir a propagação de vibrações externas que possam interferir no processo de leitura ou gravação. Veja a imagem de um coxim destes abaixo:

Imagem 11 - Coxins de borracha de Silicone presentes em mesas de leitores / gravadores de CD, DVD e BluRay


Para saber mais sobre o funcionamento destas borrachas e também o funcionamento do bloco óptico, CLIQUE AQUI!


→ Ainda no assunto borracha de Silicone, sua utilização é ampla em cabos de vela de motores de combustão interna. O Silicone é o que suporta uma maior temperatura (um pouco acima de 200 °C), porém também é utilizado pela indústria a borracha CSM (comum e cabos de vela genuínos), a borracha EPDM e o PVC, sendo este último o menos durável e encontrado nos produtos mais baratos (suporta temperaturas na faixa dos 100 °C). Já o revestimento isolador é borracha EPDM, que é colocada por cima do fio de Nicromo. Para saber mais sobre a estrutura e o funcionamento dos cabos de vela, CLIQUE AQUI!

Na indústria automobilística, as fibras e resinas sintéticas são muito utilizadas em componentes de “plástico”, como por exemplo:


→ Coletores de admissão não metálicos de motores de combustão utilizam resina de Poliamida com Fibra de Vidro (PA66-GF) ou Polipropileno com Fibra de Vidro (PP-GF). Uma Fibra Sintética “misturada” com Fibra de Vidro forma a classe do “Plásticos Reforçados com Fibra de Vidro”, abreviado por PRFV. Veja abaixo a imagem de um coxim genuíno de motor feito em PA66-GF35:

Imagem 12 - Note que a carcaça é feita em PA66-GF35 e o absorvedor de vibração (na ponta esquerda) é feito de um elastômero sintético. Este coxim é utilizado como apoio central do motor do Renault Mégane 1.6 Fase 1, na Scénic 1.6 Fase 1 e na Kangoo 1.0. Veja o vídeo sobre como reforçar coxins centrais de alguns veículos no canal You Tube do Hardware Central


→ Lentes de faróis, piscas e lanternas que não são de vidro podem utilizar Polimetilmetacrilato (PMMA), conhecido pelo seu nome comercial “Acrílico”. Uma curiosidade é que as lanternas traseiras geralmente tem um placa de circuito feita de Polipropileno reforçado com Talco (PP-TD) ou composição parecida, com trilhas e contatos de soquetes feitos de latão;


CURIOSIDADE: Indo além da indústria automotiva, alguns equipamentos podem utilizar componentes feitos de Polipropileno com alguma porcentagem de Carbonato de Cálcio (PP+CaCo3) como substituto do PP-TD. O PP+40%CaCo3 pode sair mais barato no projeto, além de ter maior dureza superficial e alongamento na ruptura significativamente melhor (60%) em comparação com PP com 40% de Talco (8%). O ponto negativo é a resistência à tração, módulo e temperatura de deflexão térmica (HDT) reduzidos em comparação ao PP-T40. Caso queira saber mais alguns detalhes sobre o compósito feito de Polipropileno com adição de CaCo3, abra o PDF abaixo:

Polipropileno com CaCo3
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→ Correias dentadas sincronizadoras de motores de combustão interna podem utilizar malha de Poliamida com Borracha Nitrílica Hidrogenada e tecido de Fibra de Vidro (PA66-HNBR-GF). Observe a imagem abaixo:

Imagem 13 - Uma correia dentada 6K288-BA feita em HNBR-GF-PA66 aplicada em um motor FoMoCo (Ford Motor Company).


Há correias que podem contar até com Fibra de Aramida (AF ou AR - nome comercial Kevlar), como é o caso das correias banhadas em óleo (BIO - Belt-In-Oil) da fornecedora de peças Dayco. Veja a imagem abaixo:

Imagem 14 - As quatro camadas principais de uma correia dentada do tipo BIO - Cedido por: Dayco


-> Na camada "a" temos um cordonel de E-Glass (micro fibra de vidro), podendo ser também K-Glass (micro fibra de Kevlar), ou então um composto hibrido contendo os dois materiais;

-> Na camada "b" temos uma matriz de elastômero HNBR ou semelhante;

-> Na camada "c", que compõe a superfície dos dentes, há uma estrutura de Poliamida (PA), ou Poliamida com Aramida (PA+AR), ou completamente de Aramida (AR). Independente de qual for a composição, a camada "c" possui uma "pele" de PTFE (Politetrafluoretileno - Teflon) que ficará em contato direto com os dentes das polias;

-> A camada "d" é uma cobertura polimérica semelhante ao da camada "c" que protege "as costas" da correia, já que ela também terá contato com tensores ou polias de apoio. Esta camada não é obrigatória, segundo informações da Dayco.


→ Correias Poli-V, utilizadas principalmente no sistema de acessórios, podem ser feitas de borracha sintética Etileno-Propileno-Dieno-Metileno (EPDM) com uma malha de Fibra de Poliamida (PA66):

Imagem 15 - Correia para motores FoMoCo, porém desta vez é uma Poly V 6PK (6 frisos) para aplicação no sistema de acessórios.


→ Se tratando de correias Poly V, o uso de policloropreno (CR) com borracha SBR também é comum, pois formam um compósito de elevada resistência a tração. Observe a imagem abaixo:

Imagem 16 - Correia Poly-V FIAT-PowerTrain feita em CR-SBR. Utilizada para acionar alternador e compressor do AC em um FIAT Pálio Attractive. Outra correia de CR-SBR é utilizada para a bomba de direção hidráulica neste veículo


→ O policloropreno também é um elastômero muito utilizado na produção de coifas de homocinética e de semi-eixos.

Imagem 17 - Coifa utilizada em alguns modelos da linha Renault para vedar o câmbio no ponto de encaixe da trizeta do semi-eixo esquerdo.


→ Outras peças que não sofrem esforços físicos nem pressões, como por exemplo peças de acabamento podem utilizar Polipropileno reforçado com Talco (PP-T, também escrito PP-TD) ou borracha de Etileno-Propileno-Dieno-Metileno (EPDM) que também pode ser reforçada com alguma porcentagem de Talco. Para-Barros e outros componentes que também não estão em locais com alta temperatura podem utilizar a borracha sintética Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS);


→ O EPDM pode ser empregado em mangueiras do sistema de ar condicionado dos veículos. Estas mangueiras são formadas de um compósito que contempla a borracha IIR misturada com EPDM, bem como alguma malha de PA ou polímero semelhante como reforço estrutural. O EPDM já foi um grande concorrente do IIR por ter características semelhantes. Veja a imagem abaixo:

Imagem 18 - Mangueira de borracha do sistema de ar condicionado em um Renault Scénic 2.0 16V


→ Air Bags possuem uma bolsa feita de malha de PA6.6 e em vários projetos pode haver a adição de borracha inorgânica de Silicone do tipo MVQ. Veja abaixo imagens de air bags abertos com as inscrições de composição química na superfície do tecido:

Imagem 19 - Vários Air Bags abertos (incluindo um de volante da Renault) com as inscrições PA6.6, bem como VMQ (também abreviado SI). Fotos tiradas em um laboratório do SENAI.


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre o Silicone MVQ, CLIQUE AQUI e leia o artigo sobre borrachas.


→ Juntas de vedação dinâmica, isto é, retentores, especificamente os mais modernos que já não utilizam mola, aplicados em eixos e rolamentos, podem utilizar o Politetrafluoroetileno (PTFE – de nome comercial Teflon). O Teflon aplicado em retentores suporta até 300°C de temperatura positiva e 260 °C de temperatura negativa.


→ Outro material de altíssima resistência térmica utilizada como junta de vedação dinâmica são os Fluoelestômeros (FPM – de nome comercial Viton), sendo aplicado geralmente na forma de retentores de válvulas de admissão e escape de motores à combustão interna. Veja abaixo alguns modelos de retentores de Viton:

Imagem 20 - Juntas de vedação dinâmicas para hastes de válvulas e eixos são feitas em FPM. Perceba que há uma mola nos retentores de válvulas. Nos retentores de eixo também há uma mola interna, sendo que em ambos os casos ela tem a função de compensar a carga radial exercida sobre eixo.


→ Retentores mais antigos podem ser fabricados com borracha sintética do tipo NBR (Nitrilo Butadieno) ou até mesmo borracha inorgânica de Silicone. Estes retentores também requerem uma mola interna;


→ Apesar do NBR ser um material um tanto ultrapassado para a fabricação de retentores, na produção de gaxetas sua utilização ainda é ampla. Um dos usos mais comuns das gaxetas de NBR é na vedação de tampas de inspeção e sobre-tampas de silos rodoviários de baixa pressão, isto é, tanques para transporte de líquidos, como por exemplo óleo vegetal e combustíveis. Veja o Diagrama abaixo:

Diagrama 1 - Tampa de inspeção de 450mm de diâmetro, feita de Alumínio fundido. Cedido por: MGN Peças e acessórios para carga e descarga de caminhões-tanque


Para saber mais sobre este tipo de tampa, acesse este PDF da fabrinte MGN linkado abaixo:

Tampa de baixa pressão - MGN
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→ Ainda no assunto gaxetas e silos rodoviários, nos tanques de alta pressão, a tampa de inspeção possui outro formato e sua vedação é composta de corda revestida com PTFE. Veja o Diagrama abaixo:

Diagrama 2 - Tampa de inspeção em chapa escovada de Inox 316L. Cedido por: MGN Peças e acessórios para carga e descarga de caminhões-tanque


Para saber mais sobre tais tampas, clique no PDF abaixo:

Tampa de alta pressão - MGN
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A corda pode ser feita à base de fibra de PMMA trançada, e cada fio revestido com um fino filme de Teflon, dando à gaxeta uma coloração branca, ou então preta quando adicionado pó de grafite. Veja abaixo a imagem de um rolo de corda teflonado:

Imagem 21 - Rolo de corda revestida com PTFE (Teflon)


CURIOSIDADE: A textura e a cor da corda teflonada se assemelha muito com as famosas fitas "veda-rosca" utilizadas pra vedação de tubos e conexões de PVC, bem como conexões metálicas. Pois bem, sua base nada mais é do que um frágil e fino filme de PTFE, que pode ser impregnado com aditivos diversos.

Na indústria de juntas de vedação para sistemas hidráulicos, o Teflon pode ter como aditivo vários materiais, formando compósitos. Alguns deles listados abaixo:

Tabela 1 - Teflon e principais compósitos com o material


O MOS2 é Dissulfeto de Molibdênio, um composto inorgânico classificado como um dicacogeneto metálico. É um sólido preto prateado que ocorre naturalmente na forma do mineral molibdenita.

Já o Ekonol é o nome comercial para um polímero de cristal líquido (LCP), uma família de materiais baseados no Poliéster, sendo o Ekonol conhecido por sua excepcional rigidez e estabilidade térmica. Este homopolímero é baseado em unidades de repetição de p-oxibenzoílo e é um termoplástico linear.

A Fibra de Carbono e o Carbono soft possuem como base a poliacronitrila (PAN). Já o Grafite, assim como o Diamante, Fulereno e Grafeno, são variações alotrópicas do Carbono.


Para finalizar, a gaxeta de corda também pode ser feita com Fibra de Carbono trançada e impregnada com Grafite ou então Fibra de Aramida trançada e entrelaçada com finos fios de PTFE. Estas são mais utilizadas para vedação de fluídos abrasivos.


→ Juntas de vedação estática, utilizadas em motores de combustão interna e