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CTM - Borracha e Plástico: O que são? (Parte 5)

Atualizado: há 2 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, que pode ser em forma de filme, ou então, por impregnação. No caso de serem impregnados, pode ser feito o uso de pó de PVA (Polivinil Acetal) ou PVB (Polivinil Butiral), dois adesivos muito eficientes para a 'ancoragem' de metais. Para saber mais sobre o disquete, CLIQUE AQUI!


→ Complementando o tópico anterior, o BOPET ou PTFE metalizado (através da deposição de filme ou impregnação) pode ser utilizado na confecção de muitos microfones condensadores, como é o caso daqueles iguais ao da imagem abaixo:


Imagem 2 - O eletreto deste tipo de microfone condensador é, em geral, um filme polimérico combinado com metal e eletricamente carregado de forma permanente. Até o momento, não obtivemos informações detalhadas sobre a composição do anel espaçador


→ 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 ser feitos de Policloreto de Vinila (PVC – Polyvinyl Chloride). No setor automotivo, conduítes corrugados do chicote elétrico podem ser feitos em PA66 ou PA6.

Capas de cabos USB, HDMI, VGA e outros também podem ser compostos por PVC, em geral aguentando temperaturas de até 80°C. O uso de capas de PVC em cabos têm diminuído devido a popularização de materiais com maior rigidez dielétrica e suporte a temperaturas mais elevadas. O XLPE (Polietileno Reticulado, também chamado de PEX ou XPE) está ganhando mais espaço, bem como o HEPR (Etileno Propileno Alto Módulo, conhecido também como EPR/B) - tendo também a variante EPR -, sendo que ambos são termofixos e podem operar com temperaturas na faixa dos 100°C. Veja a imagem seguinte, de um cabo USB de um Samsung A01 sem indicação de composição, porém com a marcação "non-pvc":

Imagem 3 - Cabo USB de carregador Samsung confeccionado sem PVC


CURIOSIDADE: Por dentro de um cabo USB daqueles mais espessos, 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 sensores 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 4 - 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 5 - 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 maior 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 Polibutileno 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 6 - Sensor MAP com invólucro de PBT-GF30


→ Ventoinhas utilizadas em coolers de processador, fontes chaveadas e ventilação suplementar também podem ser confeccionados em PBT-GF30. Observe uma ventoinha de Delta Electronics (uma das marcas mais comuns) abaixo:

Imagem 7 - Cooler de 120 mm para gabinete de computador


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre o controle do funcionamento das ventoinhas em uma placa-mãe, CLIQUE AQUI! e CLIQUE AQUI!


O desenho técnico de um cooler box Intel é mostrado abaixo:

Diagrama 1 - Ventoinha utilizada em alguns cooler box que acompanham processadores da Intel


→ Placas de Circuito Impresso multicamadas de computadores, notebooks, além de vários outros sistemas eletrônicos utilizam FR4 (GF + poliepóxido), podendo haver também alguns modelos com Fenolite (pode absorver mais umidade, pois contém celulose) ou Baquelite. De qualquer forma, o FR4 é mais comum, como mostra o Diagrama abaixo:

Diagrama 2 - Composição das placas de circuito


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

Imagem 8 - 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 9 - Soquete de lâmpadas feito de baquelite


→ Capacitores e relés podem ter um invólucro feito em Polímero de Cristal Líquido (LCP - Resina Poliéster Aromática saturada 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 10 - Capacitor com invólucro cilíndrico 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. Para saber mais sobre bobinas de ignição, CLIQUE AQUI!


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 11 - 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 Crystal Polymer). Veja abaixo a imagem de um slot PCIe x16:

Imagem 12 - 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 13 - 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 (Pin Grid Array) e LGA 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: Ao contrário do que podes imaginar, um soquete LGA também possui estrutura polimérica na região dos pinos (que pode ser confeccionada em LCP). O quadro metálico de aço INOX 300 é apenas para retenção e travamento do chip.


→ Depois do exemplo do capacitor com carcaça feita em LCP, bem como dos soquetes, slots e conectores de placas-mãe, um outro exemplo de uso de resinas poliméricas que apresentam estado líquido-cristalino são aquelas utilizadas em telas LCD. Mas quais resinas são essas? Para saber isso e mais detalhes sobre cristais líquidos, recomendo CLICAR AQUI! e ler o texto dedicado!


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 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 14 - 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 15 - 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!

Algumas bobinas de ignição do tipo "canetão" também podem ter invólucro feito de Silicone do tipo MVQ. Um exemplo disso é a bobina Volkswagen-Audi 06E905115E / 06E905115F.


→ Para além de tudo isso, quase todo teclado utiliza uma manta, ou então pequenos “coxins” de borracha de silicone entre cada tecla e a membrana / placa de circuito com as trilhas. Aprecie a próxima imagem:

Imagem 16 - Geralmente se utiliza uma manta de borracha Q em teclados


Na imagem acima vemos a membrana de PET e a manta de borracha Q de uma calculadora 'xing ling' MasterPrint, bem como um quadro de botões de acionamento de vidros elétricos Ford "2M5T14A32DB" que equipou unidades da primeira geração do Focus (2002~2009) vendida no Brasil. Controles remotos de TVs ou de Home Theaters, por exemplo, funcionam da mesma forma.

No caso de muitos teclados de PC, há um "coxim" debaixo de cada tecla, no entanto, não há o contato de grafite nas borrachas. O sistema funciona com membrana de PET multi-camadas e as "chaves" são fechadas por pressão. Observe a imagem abaixo:

Imagem 17 - Muitos dos teclados de PC possuem esta estrutura interna...

 

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 18 - 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


→ Em caminhões, o uso de Poliéster Insaturado para a confecção de peças da cabine é relativamente comum. Isso vai desde componentes plástico na região dos degraus, peças de acabamento laterais, até peças de cobertura frontais, como é o caso do capô utilizado no Volkswagen Constellation, confeccionado em UP-GF30, como mostra a seguinte imagem:

Imagem 19 - A parte interna-central da grade (que integra parte da região de cor preta) é feita em PP+EPDM-MD25


A porcentagem de GF sobre o UP pode variar entre 27% e 35%, de acordo com o projeto.


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


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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→ O Polipropileno puro, ou reforçado com Talco (em torno de 10 a 20%), ou então reforçado com outro retardante de chamas mineral (PP-MD10 ou MD20) é amplamente utilizado na indústria de caminhões, reboques e semi-reboques para a confecção de para-lamas (ou para-barros, ou capas de roda, como queira). Veja abaixo as imagens de para-barros de três famosos fabricantes de veículos e implementos:

Imagem 20 - Para-Barro de Mercedes-Benz Actros


Imagem 21 - Para-Barro de um Scania da linha R


Imagem 22 - Para-barro de um semi-reboque da RANDON / Triel-HT


→ 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 23 - 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 - o nome comercial mais comum é o Kevlar), como é o caso das correias banhadas em óleo (BIO - Belt-In-Oil) da fornecedora de autopeças Dayco. Veja a imagem abaixo:

Imagem 24 - 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.


CURIOSIDADE: O abreviação "AF" ou "AR" utilizada neste texto não é utilizada no mercado. É mais comum encontrar o termo "PPTA". Mas o que seria o poli(p-fenileno tereftalamida)? CLIQUE AQUI! e leia o tópico "Utilidades - Mecânica" do texto sobre cristais líquidos!


→ 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 25 - 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 26 - 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 27 - 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 28 - 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 29 - 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 30 - 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 limitado 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 tanques rodoviários de baixa pressão, isto é, tanques para transporte de líquidos, como por exemplo óleo vegetal e combustíveis. Veja o Diagrama abaixo:

Diagrama 2 - 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 fabricante MGN linkado abaixo:

Tampa de baixa pressão - MGN
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→ Ainda no assunto gaxetas e tanques 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 3 - 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 31 - 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 são 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 outros sistemas mecânicos podem ser compostas por Fibra de Aramida, Fibra de Carbono ou Grafite em substituição ao velho e ultrapassado Amianto. Discos de embreagem também já não utilizam a Fibra de Amianto, que foi substituída por Fibra de Vidro, Fibra de Aramida, Fibra de Carbono ou Fibra de Cobre.


CURIOSIDADE: O Papyex é o nome comercial para um tipo de folha de Grafite de alta resistência mecânica e ao calor, tendo também bastante flexibilidade. Este produto pode ser combinado com um revestimento antiaderente de Teflon, e seu uso é comum em sistemas de vedação estáticas, bem como alguns sistema de vedação dinâmicos (retentores).

Gaxetas de corda podem ser feitas de fios trançados de Grafite puro flexível, e tanto juntas de cabeçote com base em fibra quanto as com base em aço podem conter finos revestimentos de Grafite com PTFE. Abaixo, um PDF da Mersen sobre o Papyex:

Mersen Papyex
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→ Voltando pra borracha NBR, ela pode ser misturada com PVC, formando assim um compósito mais rígido, porém com a característica de maior resistência à produtos químicos e à temperatura. Um exemplo de uso do NBR / PVC é em funis em bocais de tanques de partida a frio dos motores flex. Observe as imagens abaixo:

Imagem 32 - Funil do reservatório feito em NBR / PVC. Componente dos sistema de partida a frio da linha HB20, presente na primeira geração do modelo lançada em 2012.


→ O sistema de arrefecimento de um veículo possui geralmente:

-> Reservatório de expansão, geralmente, em PP (Polipropileno). Em alguns casos PP+PE (Polipropileno misturado com Polietileno) ou raramente em PA66-GF30;

-> Tubos plásticos feitos em PA66-GF30 ou GF35;

-> As carcaças e flanges de válvula termostática quando não confeccionadas em liga de Alumínio são em PA66-GF30 ou GF35;

-> Caixas laterais de radiador são em PA66-GF35. Veja a imagem abaixo:

Imagem 33 - Radiador da Denso utilizado na linha GM Onix e Prisma de primeira geração e Cobalt com caixas laterais em PRFV


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre ligas de Alumínio, CLIQUE AQUI!


Para finalizar esse tópico, reservatórios de água para o lavador de para-brisas costumam ser em PEAD (Poliestireno de Alta Densidade), pois não armazenam líquido quente e pressurizado nem estão localizado em locais de alta temperatura do cofre do motor. Tanques de combustível e de Arla 32 também podem ser feitos de PEHD.


OBSERVAÇÃO: Obviamente que estou citando a composição de PEÇAS GENUÍNAS. É válido frisar que reservatórios de expansão e tubos plásticos do sistema de arrefecimento vendidos no mercado paralelo também costumam ser de PEHD justamente para terem um preço mais acessível, porém, a durabilidade também tende a ser inferior ao GENUÍNO, pois o PA66-GF ou PP possuem uma resistência maior a temperatura e pressão.


→ Exemplificando o uso do HDPE (ou PEHD, ou PEAD, tanto faz, se referem ao mesmo material) em reservatórios, veja abaixo o tanque de combustível de um VW Constellation e o tanque de Arla 32 de um Ford Cargo:

Imagem 34 - O plástico está por tudo!


CURIOSIDADE: É mais comum tanques de combustível para carros de passeio serem feitos de plástico, isto pois, o uso de liga Alumínio-Magnésio ou até mesmo INOX 300 é mais comum em caminhões. Com o reservatório de Arla 32 é diferente, sendo encontrado apenas alguns tanques suplementares feitos de INOX 300, o restante em geral é plástico.


→ É comum ouvirmos dizer que as mangueiras de combustível de um veículo são feitas de "Tecalon". São mangueiras não muito flexíveis, que já são projetadas com as curvaturas específicas para cada aplicação e pontas feitas pra engate rápido. O Tecalon é nada mais que outro nome comercial para a Poliamida, no entanto, geralmente essas mangueiras utilizam apenas PA6 ou PA12. É fácil de encontra-las, basta achar a rampa de injeção do motor ou a bomba de combustível e ver que nelas estão conectadas mangueiras iguais a da imagem abaixo:

Imagem 35 - Mangueira de PA12 para a linha Renault Mégane 1 1.6 16V. Perceba que na imagem da direita há uma malha trançada de PET por cima do tubo de Tecalon, justamente para aumentar a proteção, já que aquela ponta fica muito próxima do motor e recebe muito calor


→ Já que no tópico anterior foi falado da malha de proteção por cima da mangueira, é bom traze-la como exemplo de aplicação do poliéster do tipo PET. Esta malha é a famosa "malha náutica" utilizada como conduíte de chicote elétrico, bem como proteção extra de mangueiras e tubos de plástico / elastômero em locais onde há grande campo calorífico. Essas malhas são bastante elásticas e normalmente feitas para trabalharem entre -50°C e +150 °C.


→ Caminhões e seus reboques utilizam sistema de freio acionado por ar comprimido ao invés de fluído hidráulico, como ocorre nos automóveis de passeio. As mangueiras de ar utilizadas em todo o sistema de freio são confeccionadas também em PA12. Veja a imagem abaixo:

Imagem 36 - Mangueiras vermelhas 'levam' o ar ao sistema, já as amarelas são apenas retorno. Isso é um padrão industrial, porém podem haver diferenças em alguns modelos de reboques


→ A popularmente chamada "quinta-roda" dos caminhões, que nada mais é do que o local de acoplamento do reboque, bem como a "mesa" do reboque onde se situa o pino-rei podem ter a graxa lubrificante substituída por um revestimento polimérico. O material mais utilizado é o Polietileno UHMW (Ultra High Molecular Weight - Ultra Alto Peso Molecular). O peso molecular estabelecido por viscosimetria fica na faixa de 3.9 até 10.5 milhões g/mol. A massa molar extremamente alta restringe as formas de processamento para essa matéria-prima, sendo geralmente processos especiais de extrusão e moldagem por compressão. Veja a imagem de uma "quinta-roda" revestida com este polímero:

Imagem 37 - Tanto a quinta-roda quanto a mesa onde se situa o pino-rei podem receber este revestimento. No caso da mesa, um disco de PE UHMW é utilizado.


→ Como sabemos, a legislação obriga que o para-brisa dos veículos seja de vidro laminado para que se evite estilhaços num possível impacto que o danifique. Estilhaços apenas aumentariam de forma exponencial os ferimentos dos ocupantes do veículo e de terceiros. Mas como um vidro laminado impede tal perigo? A resposta é dada na imagem abaixo:

Imagem 38 - Para-brisa de um Ford Cargo. A Pilkington é a única que vi colocar a marcação ">PVB<" em alguns para-brisas genuínos e na maioria dos paralelos que ela fornece. Em geral, as montadoras não exigem essa marcação e o mercado paralelo não faz muita questão de especificar aquilo que produz


O PVB significa PoliVinil Butiral, um polímero geralmente disponibilizado em forma de filme adesivo, sendo amplamente utilizado para fazer o 'sanduíche' de chapas de vidro que compõe o para-brisa. Ao receber um impacto e quebrar, os cacos de vidro não se dispersam ao ar, mas sim ficam grudados no filme de PVB, que além de ser grudento é flexível e um tanto elástico, podendo ser entendido também como um dissipador de vibrações para impactos leves.

E estes foram apenas alguns exemplos de usos de plásticos e borrachas.


Pra sugestões, dúvidas ou reclamações, mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com.


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FONTES e CRÉDITOS


Texto: Leonardo Ritter


Imagens e gráficos: Google Imagens, Khan Academy, ctborracha; Rubberpedia; Brasil Escola.


Fontes: Rubberpedia (Manuel Morato Gomes); CENTERFLON; FERCOM; Brasil Escola (Jennifer Fogaça); SABÓ; ANIP (Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos); Khan Academy; ctborracha; Dutra Borrachas; Afinko Polímeros; AkroPlastic; Wikipedia (somente artigos com fontes verificadas!).


Última atualização: 19 de Maio de 2022.

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