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Simpósio Materiais Automotivos e Nanotecnologia
7 de Junho de 2010Simpósio SAE Brasil – São Paulo/SP
DESENVOLVIMENTOS E APLICAÇÕES DA NANOTECNOLOGIA NA INDÚSTRIA DE TRANSFORMAÇÃO PLÁSTICA
Paulo Rodi – Plásticos Mueller
Sumário
· Uma visão sobre nanotecnologia: definição e investimentos
· Estrutura Brasileira para P&D
· Desenvolvimentos de produtos na indústria
· Tendências e aplicações futuras para o setor da mobilidade
O que é nanotecnologia?
Nanotecnologia é a compreensão e o saber controlar a matéria em
dimensões de 1 a 100 nanômetros, onde os fenômenos que ocorrem
nesta escala de grandeza permitem aplicações inovadoras.
Nanotecnologia envolve portanto a visualização da matéria,
capacidade de medir, modelar e manipular nesta escala de grandeza.
Na escala nanométrica materiais apresentam propriedades físicas,
químicas e biológicas bem específicas e diferentes das observadas
usualmente nesses materiais em escala macroscópica.
O que é nanotecnologia?
Liga de Au-Ag:
comprimento = 3 átomos
diâmetro = 1 átomo
Lab. Nac. Luz Síncrotron – LNLS
Ano: 2006
O que é nanotecnologia?
“Spintrônica”
Fios de ligas nanométricas
formados por núcleo de metais
magnéticos protegidos por outro
metal menos reativo,
possibilitarão construção de
sistemas baseados na
propriedade quântica do elétron.
National Nanotechnology Initiative (NNI)
A visão do NNI é do futuro no qual a habilidade para compreender e
controlar a matéria a nível nanométrico possibilita a revolução
tecnológica e industrial.
25 agências federais colaboram no Plano Estratégico do NNI:
As Redes no Brasil
2002 – CNPq: 1ª. Iniciativa em N&N (atual são 4 redes)
Instituto do Milênio em Nanotecnologia (MG)
Instituto do Milênio em de Materiais Complexos
(UNICAMP / USP / UFRJ / UFPE)
RENAMI – Rede de Nanotecnologia Molecular e
Interfaces
Investimentos: Brasil
Centro de Nanotecnologia e
Nanociência Cesar Lattes, em
Campinas. O projeto de R$ 6
milhões financiado pela Finep.
LNLS
Ano: 1997
Ano: 2008
Avanços da indústria Brasileira
Polimerização in-situ de nanocompostos de PP e PE
Projetos e produtos apresentados por várias empresas:
Nova Petroquímica (Suzano), Braskem, Oxiteno, Plásticos
Mueller, O Boticário, Santista Têxtil, Bunge, Orbys,
Petrobrás(Fonte: Nanotec Business - novembro 2007)
O desenvolvimento na indústria
Reduz o peso e o custo da fabricação do produto
Material ecologicamente correto – reciclabilidade total e a baixo custo
Reduz significativamente o trabalho de preparação para aplicação de pintura
Material termoplástico com nanoargila
0
3
6
9
12
15
PA 6 NATURAL PA 6 33%FVPA 6
NANOCOMPOSTOS
1,7%
26,5%
Peso do produto
Material termoplástico com nanoargila
0
50
100
150
200
250
300
350
400
PA 6 NATURAL PA 6 33%FV PA 6
NANOCOMPOSTOS
Resistência mecânica
Ult
imate
str
en
gth
(kg
f)
61%81%
Exfoliação
DRX Nanoargila
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 2 4 6 8 10
(2Q)
Inte
ns
ida
de
d=1,81nm
DRX Nanocompósito
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 2 4 6 8 10
(2Q)
Inte
ns
ida
de
Ensaio realizado no LMPSol-USP
Barra de Teto FIAT Idea Adventure
Nylon + 50% fibra vidroPeso = 6,27 kg
Nylon + nanoargilaPeso = 4,70 kg
Barra de Teto FIAT Idea Adventure
Redução de peso:
Barra com 50%FV = 6,27 kg
Barra nanocompósito = 4,70 kg
Redução de 33%
Resultados experimentais
Barra Nanocompósito e Barra 50%FV resistem peso de 163kg
Deflexão máx. = 20mmDeflexão máx.= 35mm
Ganhos obtidos
Rigidez e resistência comparáveis a médio teor FV
Melhoria significativa da propriedade de impacto
Melhoria do acabamento superficial
Redução significativa de viscosidade (redução tempo de injeção)
Melhoria da estabilidade dimensional da peça (mesmo comparado com o PA6 50%FV)
Redução das tensões residuais do produto
Novas aplicações no setor automotivo
Revestimentos internos e painéis de instrumentos com elevada resistência a riscos (PP nanoestruturado)
Pára-choques mais leves e com maior absorção de impactos (proteção ao pedestre)
Peças estruturais em TP nanoestruturado
Fornecedores de nanocompostos
Fonte: Bins & Associates, Sheyboygan, Wis.
Nome comercial Matriz polimérica Nanocarga Aplicação
Creanova(Vestamid)
Nylon 12 NTC Condutivos elétricos
GE Plastics / Sabic(Noryl GTX)
PPO/Nylon NTC Peças automotivas pintadas
Unitika Nylon 6 Argila Diversos
Hyperion PETG, PBT, PPS, PC, PP NTC Condutivos elétricos
Nanocor(Imperm)
Nylon 6, PP, Nylon MDX6
Argila Diversos, injeção, garrafas PET (cerveja)
Polymeric Supply Poliéster Argila Condutivos elétricos
RTP Nylon 6, PP Argila Condutivos elétricos
Showa Denko(Systemer)
Nylon 6Acetal
Argila, mica Retardante de chama
Ube(Ecobesta)
Nylon 6, 12Nylon 6, 66
Argila Sistemas de combustível
Aplicações: Painéis da carroceria
CTE aço = 2,0*10-6K-1
A nanotecnologia permitiu o desenvolvimento deste material (uma poliamida
aromática) com alto índice de fluidez, ideal para aplicações em produtos de
paredes finas como pára-lamas, e podem ser pintados em linha com
qualidade classe-A.
Fonte: AEI Oct/2008