1. Visão geral da indústria de borracha e plásticos

Borracha e plásticos é a denominação coletiva das indústrias de borracha e de plásticos.

1.1 A indústria da borracha

A indústria da borracha é uma das importantes indústrias de base da economia nacional. Ela fornece produtos de borracha essenciais da indústria leve para o uso cotidiano e para uso médico, e abastece com equipamentos e componentes de produção de borracha as indústrias pesadas e emergentes, como mineração, transporte, construção, mecânica e eletrônica. Com grande variedade de produtos e uma extensa cadeia de setores a jusante, a indústria da borracha cresceu consideravelmente nos últimos anos: os segmentos já estabelecidos avançaram de forma constante, enquanto os novos segmentos se expandiram rapidamente. Ao mesmo tempo, o setor ainda enfrenta desafios relacionados ao meio ambiente, aos recursos, a desastres e à inovação.

1.2 A indústria de plásticos

Após esforços de longo prazo e da abertura ao mundo, a indústria de plásticos da China formou um sistema industrial relativamente completo e se tornou uma indústria de materiais básicos equiparável ao aço, ao cimento e à madeira; como novo material, suas aplicações superaram em muito esses três. Desde o início do século XXI, a indústria de plásticos da China alcançou resultados notáveis e um salto histórico. Como pilar da indústria leve, o setor de plásticos manteve rápido crescimento nos últimos anos, mostrando forte dinamismo em resinas sintéticas, máquinas para plásticos e fabricação de produtos plásticos.

2. Aplicações dos analisadores de umidade na indústria da borracha e dos plásticos

Na indústria da borracha e dos plásticos, as matérias-primas absorvem umidade do ambiente ou retêm umidade superficial durante o transporte, o armazenamento e a produção. Embora a quantidade absorvida pelos grânulos de borracha e de plástico seja muito pequena, a falta de controle da umidade das matérias-primas nessas etapas pode causar sérios problemas de qualidade durante a produção — bolhas, deformação, falhas de brilho, defeitos superficiais e propriedades mecânicas deficientes (impacto, resistência à tração etc.) — e, em casos graves, redução da produção, aumento do refugo ou até paradas de produção.

Além de afetar o rendimento, a umidade também influencia outros resultados de ensaio, como a medição do índice de fluidez. Quando a umidade do material é muito alta, o equipamento de índice de fluidez gera vapor de água excessivo durante o aquecimento, produzindo bolhas difíceis de remover da câmara de aquecimento e deixando microbolhas no interior do filamento da amostra, o que afeta o resultado do índice de fluidez. Portanto, o controle de umidade das matérias-primas na indústria da borracha e dos plásticos deve seguir rigorosamente as normas nacionais.

2.1 Etapas de controle de umidade e cenários de aplicação na indústria da borracha e dos plásticos

2.1.1 Controle de umidade das matérias-primas de borracha e plástico

As matérias-primas podem ser afetadas pela umidade ambiente durante o transporte, o armazenamento, a transferência e o processamento, de modo que a medição de umidade é necessária em todas as etapas antes da produção. Se a umidade exceder o limite, a matéria-prima deve ser seca antes da produção; alguns materiais podem não atender aos requisitos de secagem devido à temperatura de secagem insuficiente, afetando a produção. O teste de umidade das matérias-primas ajuda, portanto, a melhorar o processo de secagem e a elevar o rendimento e o desempenho mecânico do produto. Medir e controlar com exatidão a umidade das matérias-primas é essencial nesse setor.

2.1.2 Controle da umidade ambiente na indústria da borracha e dos plásticos

Matérias-primas ou produtos recém-secados podem reabsorver a umidade ambiente durante a transferência se a umidade relativa for muito alta; por isso, o teste de umidade também é necessário durante a transferência. Os seguintes princípios devem ser observados: minimizar o tempo e as etapas de transferência para reduzir a interferência ambiental; vedar as matérias-primas ou os produtos; e reduzir o ponto de orvalho ou a umidade do ambiente.

2.1.3 Controle da umidade nos gases de processo na indústria da borracha e dos plásticos

Durante a produção, alguns equipamentos requerem gases — geralmente gases inertes, como ar comprimido, nitrogênio ou hélio. O teor de umidade desses gases varia conforme os padrões da fábrica ou os sistemas de filtragem e secagem do equipamento. Os usuários devem escolher gases de arraste com a maior pureza possível para minimizar essa interferência.

2.1.4 Controle de umidade dos produtos acabados na indústria da borracha e dos plásticos

Os produtos acabados também têm exigências de umidade muito rigorosas. O excesso de umidade leva à redução da produtividade, menor taxa de aprovação na inspeção, degradação do desempenho, proliferação de bactérias e vida útil mais curta, afetando seriamente os usuários.

2.2 Tipos de equipamentos de teste de umidade e cenários de aplicação

Como mostrado acima, os analisadores de umidade são utilizados em todas as etapas da indústria da borracha e dos plásticos, e cada etapa impõe exigências diferentes quanto ao tipo e à exatidão do equipamento. A validade dos resultados afeta diretamente o rendimento e a qualidade da produção. A seguir, a VicoMeter apresenta brevemente os tipos de equipamentos de teste de umidade e seus cenários de aplicação nesse setor.

2.2.1 Aplicação dos analisadores de umidade por perda por secagem na indústria da borracha e dos plásticos

Com base nas diferentes necessidades dos usuários, oferecemos as seguintes soluções:

Analisador de umidade halógeno VM-E01(0,1 mg)

Analisador de umidade halógeno VM-E10(1 mg)

Analisador de umidade halógeno VM-E20(2 mg)

Analisador de umidade halógeno VM-E50(5 mg)

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2.2.2 Aplicação dos analisadores de umidade Karl Fischer na indústria da borracha e dos plásticos

Com base nas diferentes necessidades dos usuários, a VicoMeter oferece as seguintes soluções:

Analisador de umidade Karl Fischer premium WKT-A9

Analisador de umidade automático WKT-A8 com troca automática de reagente

Analisador de umidade Karl Fischer de precisão WKT-A7

Analisador de umidade Karl Fischer inteligente WKT-A6 (Coulométrico)

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2.2.3 Aplicação dos analisadores de umidade portáteis na indústria da borracha e dos plásticos

Um analisador portátil mede rapidamente a umidade do material — com menos precisão que um modelo de laboratório, mas muito mais confiável que o tato de um "veterano". As unidades calibradas fazem a leitura no local, e os materiais fora da faixa vão ao laboratório para confirmação — popular no recebimento de materiais, na produção e em inspeções pontuais em borracha e plásticos.

2.2.4 Aplicação dos analisadores de umidade em linha na indústria da borracha e dos plásticos

Com base nas diferentes necessidades dos usuários, oferecemos as seguintes soluções:

Medidor de umidade NIR em linha WKT-R-50ZSNIR

Analisador de umidade por infravermelho próximo em linha WKT-R-150ZS

2.2.5 Aplicação dos analisadores de umidade de ponto de orvalho na indústria da borracha e dos plásticos

Usando o método resistivo-capacitivo, o sensor exibe rapidamente o ponto de orvalho/umidade em contato total com o gás. Ele pode ser montado em linhas ou levado a campo — sem consumíveis — cobrindo gases ambientais de armazenamento/transporte e gases de processo/equipamentos para detectar problemas precocemente.

2.2.6 Outros métodos de medição de umidade

Outros métodos de nicho, representados pelo método de pressão diferencial, não são detalhados aqui devido à sua base limitada de usuários, à operação complexa ou à menor segurança.

3. Aplicações dos equipamentos de índice de fluidez na indústria da borracha e dos plásticos

A taxa de fluidez mássica (MFR), também chamada de índice de fluidez (MI, melt index), é a massa, em gramas, de resina fundida que escoa por uma matriz capilar padrão em um equipamento de índice de fluidez padronizado, dentro de um tempo especificado (normalmente 10 min), a uma temperatura e carga definidas, expressa em g/10 min. A MFR é uma referência importante para a seleção de materiais e graus de processamento de plásticos, ajudando as matérias-primas a atender melhor aos requisitos de processamento e melhorando a confiabilidade da moldagem e a qualidade dos produtos acabados. No processamento de plásticos, a MFR é um indicador-chave da fluidez do fundido, e sua medição também permite compreender fatores estruturais do polímero.

Um equipamento de índice de fluidez, também chamado de testador de índice de fluidez, mede a MFR de diversos plásticos e resinas no estado de escoamento viscoso. Ele atende tanto plásticos de engenharia com altas temperaturas de fusão — policarbonato, poliarilsulfona, fluoroplásticos, náilon — quanto plásticos com temperaturas de fusão mais baixas, como polietileno (PE), poliestireno (PS), polipropileno (PP), resina ABS, poliacetal (POM) e policarbonato (PC). É amplamente utilizado na produção de plásticos, em produtos plásticos e nas indústrias petroquímicas, bem como em universidades, institutos de pesquisa e departamentos de inspeção de mercadorias.

O indexador de fluidez é adequado para determinar a taxa de fluidez mássica de termoplásticos conforme especificado na norma nacional GB/T 3682-2000 "Determinação da taxa de fluidez mássica (MFR) e da taxa de fluidez volumétrica (MVR) de termoplásticos". Esta norma é idêntica à ISO 1133:1997, e o instrumento também atende à norma de ensaio ASTM D1238.

4. Aplicações das máquinas universais de ensaios na indústria da borracha e dos plásticos

Uma máquina universal de ensaios, também chamada de máquina universal de tração ou máquina de tração eletrônica, utiliza válvulas servo-hidráulicas eletro-hidráulicas de banda larga totalmente digitais, controladas por microcomputador, para acionar cilindros hidráulicos de precisão. O sistema de controle controla automaticamente a força de ensaio, o deslocamento e a deformação em múltiplos modos, realizando ensaios de tração, compressão, flexão e cisalhamento em corpos de prova de borracha e plástico.

Na indústria de plásticos, as máquinas universais de ensaios determinam principalmente as propriedades mecânicas de materiais termofixos e termoplásticos: módulo de tração, módulo de flexão, módulo de compressão, limite de escoamento, resistência à tração, resistência à ruptura, alongamento na ruptura, tensão de compressão, deformação por compressão, cisalhamento, descascamento, rasgamento, punctura e outros. Aplicações típicas incluem análise e ensaio de materiais para plásticos de engenharia, náilon reforçado, plásticos modificados, perfis plásticos, tubos, chapas e filmes.

Cantinho do Conhecimento VicoMeter

As máquinas universais de ensaios também são utilizadas em muitos outros campos: materiais metálicos, aeroespacial, metalurgia do pó, materiais magnéticos, cerâmica, borracha e plásticos, metrologia e inspeção de qualidade, inspeção e arbitragem de mercadorias, autoridades de supervisão técnica, universidades, laboratórios de pesquisa, laboratórios de materiais básicos, metalurgia e siderurgia, fabricação de máquinas, eletrônica, produção automotiva, têxteis e fibras químicas, fios e cabos, materiais de embalagem e alimentos, instrumentação, dispositivos médicos, petroquímica, energia nuclear civil, baterias de energia, materiais básicos e materiais especiais.

5. Aplicações dos equipamentos de ensaio de impacto na indústria da borracha e dos plásticos

Um equipamento de ensaio de impacto (máquina de ensaio de impacto) é uma máquina de ensaio de materiais que aplica uma força de impacto a um corpo de prova. Os tipos incluem pêndulo manual, semiautomático, com visor digital, controlado por microcomputador, queda de peso e impacto não metálico. Ao trocar o pêndulo e os apoios do corpo de prova, é possível realizar ensaios Charpy (viga simplesmente apoiada) e Izod (viga em balanço).

O impacto é uma carga instantânea aplicada a um sistema estrutural — um processo breve de transferência de energia do exterior para o sistema. O ensaio de impacto avalia a segurança, a confiabilidade e a eficácia de matérias-primas e produtos acabados de borracha e plástico sob impacto externo, sendo amplamente utilizado no setor.

6. Aplicações dos calorímetros exploratórios diferenciais na indústria da borracha e dos plásticos

Um calorímetro exploratório diferencial (Differential Scanning Calorimeter) mede a relação entre temperatura e fluxo de calor associada às transições térmicas no interior de um material. Suas aplicações são muito amplas, especialmente em P&D de materiais, ensaios de desempenho e controle de qualidade. Propriedades como temperatura de transição vítrea, cristalização a frio, transições de fase, fusão, cristalização, estabilidade do produto, cura/reticulação e tempo de indução de oxidação estão todas no escopo do DSC.

Escopo de aplicação do DSC: temperatura da reação de cura e efeitos térmicos de polímeros; temperaturas de transição de fase e seus efeitos térmicos; temperaturas de cristalização e fusão e efeitos térmicos de polímeros; e temperatura de transição vítrea de polímeros.

7. Aplicações dos analisadores termogravimétricos (TGA) na indústria da borracha e dos plásticos

Um analisador termogravimétrico (TGA) utiliza a termogravimetria para medir a variação de massa de uma substância em função da temperatura. É composto por um módulo de pesagem, um módulo de aquecimento, um sistema inteligente e um sistema de dados, com dois princípios principais: o método de deflexão e o método de equilíbrio nulo. A termogravimetria mede a massa em função da temperatura (ou do tempo) sob um programa controlado de temperatura. Quando a amostra sublima, vaporiza, se decompõe liberando gás ou perde água de cristalização durante o aquecimento, sua massa varia e a curva TG cai em vez de permanecer linear. A análise da curva TG revela em que temperatura as mudanças ocorrem e, a partir da perda de massa, quanto material foi perdido.

8. Aplicações dos equipamentos de ponto de amolecimento HDT/Vicat na indústria da borracha e dos plásticos

A resistência térmica de um polímero geralmente significa sua capacidade de manter as propriedades físico-mecânicas à medida que a temperatura aumenta. A temperatura de resistência térmica é a temperatura na qual uma deformação especificada é atingida sob uma dada carga, comumente chamada de ponto de amolecimento (TS). Como métodos de ensaio diferentes especificam parâmetros diferentes, o significado físico do ponto de amolecimento é menos definido que o da temperatura de transição vítrea. Os métodos Vicat, Martens e de temperatura de deflexão térmica são comumente usados para testar a resistência térmica de plásticos. Resultados de métodos diferentes não têm correlação quantitativa e só podem ser usados para comparação relativa entre plásticos.

O ponto de amolecimento Vicat é a temperatura na qual um corpo de prova termoplástico, em um meio líquido especificado de transferência de calor, sob uma dada carga e taxa de aquecimento constante, é penetrado em 1 mm por uma agulha de 1 mm². Este método se aplica apenas à maioria dos termoplásticos. O ponto de amolecimento Vicat medido serve para o controle de qualidade e para avaliar o desempenho térmico de novos graus, mas não representa a temperatura de serviço. A norma nacional atual é a GB/T 1634-1979.

9. Aplicações dos testadores de densidade de plásticos na indústria da borracha e dos plásticos

A densidade é uma das propriedades físicas mais fundamentais dos plásticos, intimamente relacionada à estrutura cristalina (cristalinidade), à rigidez, à resistência e às condições de moldagem. Os plásticos são sintetizados principalmente a partir de resinas poliméricas sintéticas ou naturais com diversos aditivos, são dúcteis sob certa pressão e temperatura, e as propriedades do polímero podem ser fundamentalmente alteradas pela combinação com outros elementos ou pela alteração do processo de síntese, afetando as propriedades físicas e a variação volumétrica. Medir a densidade dos plásticos tem, portanto, um impacto abrangente no controle das propriedades mecânicas e da variação dimensional. Além disso, plásticos diferentes têm densidades diferentes, de modo que a medição de densidade também pode identificar plásticos.

10. Aplicações dos equipamentos de ensaio de chama horizontal e vertical na indústria da borracha e dos plásticos

Utilizados principalmente para determinar o desempenho de não combustão de plásticos, borracha ou filmes sob uma fonte de chama especificada, a fim de avaliar classificações de resistência ao fogo. Com base nas normas GB/T 2408, UL e outras para pesquisa de inflamabilidade de plásticos, o equipamento de ensaio de chama horizontal e vertical atende departamentos de P&D, produção e inspeção de qualidade de produtos e componentes plásticos ou de borracha elétricos e eletrônicos — equipamentos de iluminação, aparelhos elétricos de baixa tensão, eletrodomésticos, motores, ferramentas, instrumentos e conectores elétricos — bem como indústrias de materiais isolantes, plásticos de engenharia, materiais corta-fogo (homologação de tipo) e outros materiais combustíveis sólidos.

11. Aplicações das máquinas de preparação de amostras na indústria da borracha e dos plásticos

As máquinas de preparação de amostras são amplamente utilizadas para preparar corpos de prova padrão de materiais não metálicos, como plásticos, acrílico, fibra de vidro e fibra de carbono. Os usuários podem ajustar a abertura da matriz da máquina de acordo com os requisitos de produção para produzir corpos de prova que atendam às suas necessidades.

12. Aplicações da pesagem na indústria da borracha e dos plásticos

Os equipamentos de pesagem são amplamente utilizados na indústria da borracha e dos plásticos: P&D de materiais, gestão de entrada e saída de materiais, produção e embalagem de matérias-primas, e produção e embalagem de produtos acabados.