Termoplásticos para injeção: guia de materiais

Os materiais termoplásticos usados na injeção se dividem em quatro grupos, conforme desempenho térmico, resistência mecânica e custo: plásticos de uso geral, plásticos de engenharia, plásticos de alto desempenho e elastômeros termoplásticos (TPE). Cada material abaixo leva à sua página.

1. Termoplásticos de uso geral

Para aplicações de alto volume e custo sensível, com exigência mecânica e térmica moderada.

• Polipropileno (PP): leve, com alta resistência química, excelente resistência à fadiga (ideal para dobradiças integradas) e baixo custo. Variantes: PP homopolímero e PP copolímero.
• Polietileno (PE): tenaz, resistente à umidade e flexível. Os tipos mais comuns na injeção são:
  • PEAD (HDPE): rígido e resistente, usado em recipientes, engradados e tampas.
  • PEBD (LDPE): flexível, usado em tampas, frascos de apertar e encaixes flexíveis.
  • PEBDL (LLDPE): mais resistência à tração e à perfuração do que o PEBD.
  • UHMWPE (ultra-alto peso molecular): resistência extrema à abrasão. Raramente é injetado em processo padrão, por causa da viscosidade; pede moldagem por compressão ou tipos modificados.
• Poliestireno (PS): rígido, quebradiço e barato.
  • GPPS (PS cristal): transparente, usado em descartáveis de laboratório, placas de Petri e embalagens rígidas.
  • HIPS (PS alto impacto): modificado com borracha para ganhar tenacidade; opaco, usado em carcaças de eletrodomésticos e brinquedos.
• Policloreto de vinila (PVC): retardante de chama e resistente a químicos. Exige ferramental resistente à corrosão (aço inoxidável), porque libera ácido clorídrico no processamento.
  • PVC rígido: conexões de tubulação e caixas de eletrodutos.
  • PVC flexível (plastificado): isolamento de cabos, tubos flexíveis e empunhaduras.
  • CPVC: PVC clorado, para água quente e linhas industriais.
• Acrílico (PMMA): transparência óptica superior (92% de transmissão de luz), resistente a UV e a riscos; alternativa ao vidro em lentes e guias de luz.

2. Plásticos de engenharia

Oferecem mais resistência mecânica, estabilidade dimensional, resistência ao calor e ao desgaste do que as resinas de uso geral. Veja também a visão geral de plásticos de engenharia.

• ABS (acrilonitrila butadieno estireno): tenaz, resistente a impacto, fácil de moldar e aceita acabamentos como pintura e cromação. Usado em acabamentos automotivos, carcaças de eletrônicos e brinquedos de montar.
• Policarbonato (PC): resistência a impacto altíssima, transparente e com boa resistência ao calor. Usado em visores de proteção, lentes e dispositivos médicos.
• Blendas PC/ABS: une a resistência a calor e a impacto do PC com a processabilidade e a ductilidade a frio do ABS. Padrão em interiores automotivos e carcaças de notebooks.
• Poliamida (PA, nylon): alta resistência mecânica e à abrasão e baixo atrito, mas higroscópica (absorve umidade, o que afeta as medidas).
  • PA6 e PA66: os tipos mais comuns em engrenagens, mancais, abraçadeiras e peças sob o capô.
  • PA11 e PA12: menos absorção de umidade e mais resistência química; usados em linhas de combustível e conectores pneumáticos.
  • PA46: temperatura de deflexão térmica mais alta, para peças mecânicas exigentes.
  • Poliftalamida (PPA): nylon semicristalino com estabilidade térmica e química superior; substitui metais fundidos em sistemas automotivos de arrefecimento e elétricos.
• Poliacetal (POM): alta rigidez, estabilidade dimensional e lubricidade natural. Usado em engrenagens de precisão, componentes de bombas e fixadores.
  • Homopolímero (como o Delrin): mais resistência à tração e dureza.
  • Copolímero (como o Celcon): mais estabilidade térmica e resistência a água quente e a álcalis.
• Poliésteres termoplásticos:
  • PBT (polibutileno tereftalato): cristalização rápida, excelente isolante elétrico e resistente a solventes; usado em conectores elétricos e sensores.
  • PET (polietileno tereftalato): os tipos para injeção, muitas vezes com fibra de vidro, dão alta rigidez, estabilidade dimensional e superfície brilhante em carcaças de eletrodomésticos e peças elétricas.
  • PCT: mais resistência ao calor do que PBT e PET; usado em eletrônica de montagem em superfície.
• Copolímeros estirênicos:
  • SAN (estireno acrilonitrila): transparente, mais rígido e mais resistente a químicos e ao calor do que o GPPS.
  • ASA (acrilonitrila estireno acrilato): parecido com o ABS, com resistência superior a UV e a intempéries para uso externo, como retrovisores e revestimentos.
  • MABS: ABS transparente, que une tenacidade e transparência.
• PPO / PPE: em geral em blendas com PS ou PA (como o Noryl); baixa absorção de umidade, alta estabilidade dimensional e retardância de chama, para condução de fluidos e carcaças elétricas.
• Celulósicos (CA, CAB e CAP): acetato de celulose, acetato-butirato e acetato-propionato. Derivados de polpa de madeira ou algodão; valorizados pelo brilho, pela tenacidade e pelo toque agradável em armações de óculos e cabos de ferramentas.

3. Plásticos de alto desempenho

Feitos para temperaturas extremas (acima de 150 °C em uso contínuo), ambientes químicos agressivos ou normas rígidas de chama, fumaça e toxicidade. Exigem moldes de alta temperatura e canhões específicos.

• Poliariletercetonas (família PAEK):
  • PEEK (poli-éter-éter-cetona): resistência mecânica e química excepcional e uso contínuo até 250 °C. Usado na indústria aeroespacial, em óleo e gás e em dispositivos médicos implantáveis.
  • PEK e PEKK: temperatura de transição vítrea e resistência à compressão ainda maiores que as do PEEK.
• PPS (polissulfeto de fenileno): semicristalino, retardante de chama por natureza e imune a quase todos os solventes abaixo de 200 °C. Usado em componentes automotivos de combustível e emissões e em carcaças de bombas.
• Polímeros de sulfona (amorfos, transparentes ou âmbar):
  • PSU (polissulfona): alta estabilidade térmica e resistência à hidrólise; suporta esterilização a vapor repetida.
  • PESU / PES (polietersulfona): mais resistência ao calor e a impacto do que a PSU.
  • PPSU (polifenilsulfona): tenacidade e resistência química superiores; padrão em cabos de instrumentos cirúrgicos e bandejas de esterilização.
• Polieterimida (PEI) (Ultem): amorfa, âmbar transparente, retardante de chama por natureza, com baixa emissão de fumaça e alta rigidez dielétrica. Muito usada em interiores de aeronaves e conectores de radiofrequência.
• Poliamida-imida (PAI) (Torlon): a maior resistência e rigidez entre os termoplásticos processáveis por fusão, até 275 °C; muitas vezes exige pós-cura depois da moldagem. Usada em mancais e arruelas de encosto aeroespaciais.
• Polímero de cristal líquido (LCP): flui com facilidade em paredes ultrafinas, com contração praticamente nula e estabilidade dimensional extrema. Padrão em microconectores eletrônicos de alta densidade e componentes de fibra óptica.
• Fluoropolímeros processáveis por fusão: inércia química extrema, superfície antiaderente e ampla faixa de temperatura. O PTFE comum não pode ser injetado.
  • PFA: uso contínuo até 260 °C; usado no manuseio de wafers de semicondutores.
  • FEP: transparente, flexível e com ponto de fusão menor que o do PFA.
  • ETFE: alta tenacidade mecânica e resistência à radiação.
  • PVDF: resistente, puro e resistente à abrasão; usado em válvulas de tubulação química e em baterias.
  • ECTFE: acabamento superficial liso e barreira à permeação.
• Policetona (PK): policetona alifática semicristalina, com resistência excepcional a impacto e ao desgaste e barreira química a hidrocarbonetos.
• Olefina cíclica (COC / COP): plástico amorfo, ultrapuro e transparente como vidro, com absorção de umidade e birrefringência muito baixas. Usado em microfluídica de diagnóstico, seringas pré-enchíveis e óptica de precisão.
• Polimetilpenteno (PMP) (TPX): a menor densidade entre os termoplásticos comerciais (0,83 g/cm³), transparente, com ponto de fusão alto (235 °C) e permeável a gases. Usado em material de laboratório e componentes médicos.

4. Elastômeros termoplásticos (TPE)

Flexibilidade de borracha, processada em injetoras de termoplástico; muito usados em sobreinjeção.

• TPS / SBC (estirênicos): os estirênicos (SEBS, SBS) são o material mais comum de sobreinjeção de toque macio, em escovas de dente e cabos de ferramentas.
• TPU (poliuretano termoplástico): alta resistência à abrasão e ao rasgo e capacidade de carga; usado em rodízios, capas de celular e tubos flexíveis.
• TPV (termoplástico vulcanizado) (como o Santoprene): borracha EPDM vulcanizada dinamicamente em matriz de PP; resistência superior a calor, ozônio e químicos em guarnições e vedações automotivas.
• TPO (poliolefina termoplástica): blendas de PP com borracha não reticulada; tenazes e resistentes a impacto, usadas em para-choques e revestimentos externos.
• TPC / COPE (copoliéster elastomérico) (como o Hytrel): alta resistência à fadiga, ampla faixa de temperatura e boa resistência a óleos e químicos; usado em coifas de junta homocinética e acoplamentos flexíveis.
• TPA / PEBA (poliéter-bloco-amida) (como o Pebax): leve, com alto retorno de energia e flexibilidade a frio; padrão em entressolas de calçados esportivos e cateteres médicos.

Fora dos termoplásticos, também injetamos borracha e silicone líquido (LSR).

Reforços e aditivos comuns

Quase todos os termoplásticos acima podem receber cargas que mudam o comportamento na moldagem e no uso:

• Fibra de vidro (FV) ou fibra de carbono (FC): aumentam a resistência à tração, a rigidez e a temperatura de deflexão térmica (por exemplo, PA66 com 30% de fibra de vidro).
• Cargas minerais (talco, carbonato de cálcio, mica): reduzem a contração, evitam empenamento e baixam o custo do material.
• Lubrificantes internos (PTFE, silicone, bissulfeto de molibdênio): reduzem o coeficiente de atrito em peças de desgaste e mancais.
• Retardantes de chama (halogenados ou livres de halogênio): permitem atingir a classificação UL94 V-0.

Como escolher a resina

Para escolher o material de uma peça, diga as condições de trabalho: faixa de temperatura, contato com produtos químicos, carga mecânica e exigências regulatórias, como contato com alimentos ou uso médico. Com isso indicamos as resinas candidatas no pedido de orçamento.