Porquê as espumas de polímeros reticulados?
As espumas de polímeros reticulados (XPE = polietileno reticulado; XPP = polipropileno reticulado) oferecem uma relação resistência/peso, isolamento térmico, resistência química e durabilidade superiores em comparação com as espumas não reticuladas. A matriz reticulada impede o colapso das células durante a espumação e proporciona uma excelente estabilidade dimensional numa ampla gama de temperaturas.
Os peróxidos orgânicos desempenham duas funções essenciais na produção de espuma:
- Agente de reticulação: cria a rede polimérica que estabiliza as células da espuma.
- (Opcional) Agente de degradação parcial: em alguns processos, uma quantidade controlada de peróxido induz a cisão das cadeias para reduzir a viscosidade do material fundido, melhorando a expansibilidade da espuma.
Processo de produção de espuma reticulada (forno de duas fases)
| Fase | Temperatura | Função |
|---|---|---|
| Mistura | 120–180 °C | Peróxido + agente de expansão misturados no polímero |
| Reticulação (1.º forno) | 150–200 °C | O peróxido decompõe-se, formando-se as ligações cruzadas |
| Espumação (2.º forno) | 180–220 °C | O agente de expansão decompõe-se, as células expandem-se |
| Arrefecimento e calibragem | 20–60 °C | A estrutura da espuma solidifica |
Seleção de peróxidos para espumas reticuladas
1. Peróxido de dicumilo (Perodox DCP)
O peróxido de reticulação padrão para espumas XPE e XPP. O seu intervalo de temperatura de decomposição adapta-se bem aos processos típicos de forno em duas fases.
- Dosagem: 0,5–1,5 phr
- Combinação com agentes de expansão: ADC (azo), hidrocarbonetos (butano/isopropanol)
- Aplicações: Espuma XPE para isolamento, tapetes desportivos, interior de automóveis
2. Peróxido de lauroílo (Perodox LUNA)
Um peróxido de diacilo que se decompõe a temperaturas mais baixas (60–100 °C). Frequentemente utilizado na produção de espuma de EVA para entressolas de calçado, onde o agente de expansão (normalmente ADC) também se decompõe a temperaturas relativamente baixas.
- Dosagem: 0,3–1,0 phr
- Aplicações: solas intermédias em espuma de EVA, solas de chinelos, equipamento desportivo
3. 2,5-Dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexano (Perodox 101)
Oferece maior segurança contra a queima do que o DCP, tornando-o adequado para espumas XPE de células finas, nas quais uma estrutura celular uniforme é fundamental.
Densidade da espuma vs. dosagem de peróxido
| Peróxido (phr) | Agente de expansão (phr) | Densidade típica (kg/m³) | Aplicação |
|---|---|---|---|
| 0,5 | 5–8 (ADC) | 80–120 | Isolamento, embalagem |
| 0,8 | 8–12 (ADC) | 50–80 | Interior de automóveis |
| 1,2 | 10–15 (ADC/hidrocarbonetos) | 30–60 | Tapetes desportivos, embalagens de gama alta |
Perguntas frequentes
P: Posso produzir espuma reticulada sem um agente de expansão?
R: Não. O peróxido proporciona a reticulação; um agente de expansão separado (químico ou físico) gera as células de gás. Os dois devem ser cuidadosamente equilibrados — demasiada reticulação antes da expansão provoca uma elevada densidade da espuma; pouca reticulação provoca o colapso das células.
P: Qual é a diferença entre a espuma XPE e a espuma de PE não reticulada?
R: A espuma XPE possui uma matriz polimérica reticulada, o que lhe confere maior resistência, melhor isolamento térmico e resistência superior ao envelhecimento. A espuma de PE não reticulada (por exemplo, espuma de LDPE produzida apenas com expansão física) é mais barata, mas apresenta menor resistência à temperatura e menor estabilidade dimensional.
P: Como é que consigo obter uma estrutura de espuma de células finas?
R: Utilize um agente de insuflação de partículas finas (ADC micronizado), assegure uma dispersão uniforme no composto e utilize um peróxido com boa segurança contra a queima precoce (Perodox 101) para evitar a reticulação prematura antes da decomposição do agente de insuflação. Os agentes de nucleação celular (por exemplo, talco, óxido de zinco) também ajudam.
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