A moldagem por injeção de PBS (Succinato de Polibutileno) oferece uma alternativa sustentável e versátil para a produção de plásticos biodegradáveis com elevadas propriedades mecânicas.

A moldagem por injeção PBS envolve a utilização de resina PBS para produzir peças amigas do ambiente com excelente resistência e biodegradabilidade. É ideal para aplicações em embalagens, automóveis e bens de consumo. O processo oferece um impacto ambiental reduzido em comparação com os plásticos tradicionais.

Embora a moldagem por injeção de PBS ofereça benefícios fundamentais em termos de sustentabilidade, a compreensão das propriedades do material e das condições de processamento é crucial para alcançar um desempenho ótimo. Aprofunde-se nas utilizações práticas e nas vantagens do PBS para as suas necessidades de fabrico.

Quais são as caraterísticas básicas da PBS?

O PBS (succinato de polibutileno) é um polímero biodegradável conhecido pelas suas propriedades ecológicas, elevada resistência e flexibilidade, o que o torna uma alternativa sustentável em várias indústrias.

O PBS é um polímero biodegradável derivado de recursos renováveis. Oferece excelentes propriedades mecânicas, incluindo elevada resistência e flexibilidade, e é utilizado em aplicações como embalagens, agricultura e produtos médicos. O PBS decompõe-se naturalmente, reduzindo o impacto ambiental.

Biodegradabilidade

O succinato de polibutileno-PBS é totalmente biodegradável, o que significa que pode ser facilmente degradado por microrganismos no ambiente, transformando-o em dióxido de carbono e água através de processos naturais.

Esta caraterística do PBS prova que o material é amigo do ambiente, especialmente adequado para substituir os plásticos tradicionais à base de petróleo para reduzir a poluição ambiental.

Em contrapartida, os plásticos tradicionais à base de petróleo podem demorar centenas de anos a degradar-se no ambiente natural e podem produzir substâncias nocivas durante a degradação. A degradação do PBS não é muito complexa e quase não tem qualquer influência no ambiente e no ecossistema.

Propriedades físicas e propriedades mecânicas

O PBS é um poliéster alifático com uma estrutura química única que o distingue dos plásticos tradicionais. O PBS tem boas propriedades mecânicas, tais como resistência à tração e resistência ao impacto. A resistência à tração e a resistência à flexão são semelhantes às dos plásticos petroquímicos, que incluem polipropileno (PP)¹e polietileno (PE)² e a resistência ao impacto.

Além disso, o PBS oferece uma grande resistência ao calor e aos produtos químicos, apresentando assim um desempenho ótimo na gama de temperaturas de (-40) graus C a 100 graus C. Devido à sua elevada cristalinidade, o PBS apresenta uma boa estabilidade dimensional a temperaturas elevadas, o que é normalmente exigido em várias indústrias.

Propriedades de processamento

O material PBS tem boa termoplasticidade e estabilidade térmica. O PBS pode ser processado através de moldagem por injeção com bastante facilidade. Tem uma temperatura de fusão bastante ampla que varia entre 90 °C e 120 °C e é compatível com a maioria dos equipamentos e moldes de moldagem por injeção. O PBS tem uma boa fluidez para preencher moldes complexos e as peças produzidas têm uma elevada precisão.

Além disso, a janela de processamento do PBS é ampla, tornando-o resistente à degradação térmica e adequado para a produção industrial em grande escala.

Respeito pelo ambiente

O PBS é biodegradável e amigo do ambiente, não só no processo de criação. As matérias-primas para a produção de PBS podem provir de recursos renováveis, como o milho e a cana-de-açúcar.

Estes materiais de biomassa são depois convertidos em monómeros de PBS através de processos de fermentação e outros. Em termos de consumo de energia e emissões, pelos quais o fabrico de plásticos convencionais à base de petróleo era conhecido, o fabrico de PBS é amigo do ambiente e menos carbonizado.

Biocompatibilidade

O PBS tem uma boa biocompatibilidade e, por isso, é normalmente utilizado nas indústrias de embalagens médicas e alimentares. O PBS não desencadeia qualquer resposta imunitária no organismo e pode ser metabolizado e absorvido naturalmente. Por conseguinte, o PBS é utilizado na preparação de entidades biomédicas como as suturas cirúrgicas e os sistemas de transporte de medicamentos.

Qual é o fluxo do processo de moldagem por injeção de PBS?

O processo de moldagem por injeção PBS envolve o aquecimento da resina PBS, a sua injeção num molde, o arrefecimento da peça e a sua ejeção. Este processo eficiente é amplamente utilizado na produção de peças de plástico de alta qualidade.

A moldagem por injeção PBS começa com o aquecimento da resina PBS, seguido de injeção num molde. Após o arrefecimento, a peça é ejectada. Garante precisão, baixo desperdício e peças de alta qualidade para indústrias como a automóvel e a de dispositivos médicos.

Preparação do material

Antes de moldagem por injeção³O material PBS tem de ser seco para remover a humidade. O PBS tem de ser seco a uma temperatura de 80°C a 100°C durante 4 a 6 horas para que o teor de humidade do material seja inferior a 0,02%.

Isto traz o aspeto da humidade geral que, se for elevada, pode levar à formação de bolhas durante o processo de moldagem por injeção, o que, por sua vez, compromete o aspeto e a durabilidade do produto final.

Além disso, a secagem pode também evitar que o PBS seja hidrolisado durante a fusão, afectando assim as propriedades mecânicas e a qualidade do aspeto dos produtos.

Fusão e mistura

O material PBS seco é combinado com a tremonha de uma máquina de moldagem por injeção e aquecido através de um aquecedor. O parafuso da máquina de moldagem por injeção roda de forma a misturar uniformemente o material PBS derretido até atingir uma viscosidade e temperatura favoráveis.

Normalmente, a temperatura de fusão do PBS é fixada no intervalo 190°C-220°C. A ação do parafuso durante a fusão também permite uma plastificação uniforme do PBS que afecta as propriedades mecânicas e a superfície de um produto final.

Moldagem por injeção

O material PBS derrete e é forçado a passar pelo bocal e a entrar na cavidade do molde sob alta pressão. O pressão de injeção⁴ situa-se principalmente entre 60MPa e 100MPa, consoante o tipo de produto e o respetivo molde.

O tempo de injeção⁵é normalmente entre 0,5 segundos e 2 segundos para garantir que a cavidade do molde é completamente preenchida. É imperativo regular a velocidade e a pressão da injeção para obter dimensões elevadas e uma superfície lisa nos produtos.

Arrefecimento e solidificação

Após a injeção, o molde é fechado e o material PBS injetado arrefece e fixa-se na estrutura do molde. Normalmente, o tempo de arrefecimento⁶ varia entre um mínimo de 10 segundos e um máximo de 60 segundos, consoante o tamanho e a espessura do produto.

Na fase de arrefecimento, o sistema de arrefecimento do molde regula a temperatura do molde utilizando água ou óleo para garantir o arrefecimento normal do produto. Taxas de arrefecimento adequadas podem evitar tensões internas no produto, melhorando as suas propriedades mecânicas e estabilidade dimensional.

Desmoldagem e pós-processamento

Após o arrefecimento e a solidificação do produto, o molde é então aberto e o produto é retirado por meios mecânicos ou mesmo à mão.

Após a remoção, pode ser necessário efetuar ajustes na geometria do produto removido, tais como rebarbação, corte, entre outros, para atingir os padrões de qualidade finais. O pós-processamento pode melhorar ainda mais a qualidade da aparência e o desempenho do produto, tornando-o mais adequado às necessidades do cliente.

Quais são as vantagens e desvantagens da moldagem por injeção de PBS?

A moldagem por injeção de PBS oferece inúmeras vantagens, como materiais biodegradáveis e excelentes propriedades de processamento, tornando-a ideal para aplicações ecológicas. No entanto, as suas limitações incluem custos mais elevados e menor resistência em comparação com os plásticos convencionais.

A moldagem por injeção PBS oferece uma solução sustentável ao utilizar plásticos biodegradáveis, reduzindo o impacto ambiental. Oferece boas capacidades de processamento, mas pode resultar em custos de material mais elevados e menor resistência mecânica em comparação com os plásticos tradicionais.

Vantagens

• Respeito pelo ambiente: O PBS é um material amigo do ambiente, pelo que, ao utilizar produtos PBS, haverá uma redução da poluição causada pelos plásticos. O mais interessante é que o PBS pode ser naturalmente biodegradado por microrganismos no ambiente sem a formação de substâncias tóxicas, o que vai ao encontro dos princípios do desenvolvimento sustentável.

• Excelentes propriedades mecânicas: O PBS tem boa resistência e tenacidade, o que o torna capaz de satisfazer uma série de expectativas de utilização. As propriedades mecânicas do material PBS são semelhantes às do plástico normal à base de petróleo e, por vezes, melhores em termos de tenacidade.

• Bom desempenho de processamento:O PBS tem uma temperatura de fusão moderada e uma capacidade de fluxo suficiente para o processo de moldagem por injeção. A janela de processamento do PBS é bastante ampla e, por conseguinte, o produto não sofre facilmente degradação térmica, o que é vantajoso na produção em grande escala nas indústrias.

• Biocompatibilidade: A biocompatibilidade do PBS é bastante satisfatória para permitir a sua utilização como material de instalações médicas e de embalagem de alimentos. O PBS não é considerado um antigénio no corpo humano, o que lhe permite ser naturalmente metabolizado e absorvido.

• Matérias-primas renováveis: As matérias-primas do PBS podem ser derivadas de fontes renováveis, como o milho e a cana-de-açúcar, entre outras. Tudo isso faz com que a PBS tenha uma pegada de carbono menor ao longo do ciclo de vida de seus produtos, ajudando a reduzir a dependência de recursos petroquímicos.

Desvantagens

• Custo elevado: Apesar das vantagens associadas ao PBS, o seu custo de produção continua a ser elevado devido à natureza das matérias-primas e do processo. Atualmente, o preço do PBS é ainda relativamente elevado em comparação com a maioria dos plásticos tradicionais derivados do petróleo, exercendo assim uma certa influência na sua adaptabilidade ao mercado.

• Resistência ao calor limitada: O PBS pode suportar uma certa quantidade de calor, mas não é tão bom como alguns plásticos à base de petróleo em aplicações de alta temperatura, o que limita a sua aplicação em ambientes de alta temperatura. Outra desvantagem do PBS é o facto de a sua temperatura de transição vítrea (Tg) ser relativamente baixa, podendo deformar-se ou perder propriedades mecânicas em ambientes de alta temperatura.

• Sensibilidade à hidrólise: O PBS tem uma estabilidade hidrolítica fraca e a extensão da hidrólise aumenta em áreas com humidade elevada, o que, por sua vez, causa a degradação das propriedades mecânicas e térmicas do material, pelo que necessita de proteção durante a utilização. Devido à sua elevada sensibilidade hidrolítica, o PBS não pode ser utilizado em algumas das áreas com elevada humidade, pelo que requer uma proteção adequada.

Quais são os campos de aplicação da moldagem por injeção de PBS?

A moldagem por injeção de PBS é utilizada numa variedade de indústrias, desde a embalagem à indústria automóvel, devido à sua biodegradabilidade e durabilidade. Oferece uma alternativa sustentável para muitas aplicações.

A moldagem por injeção de PBS é normalmente aplicada em embalagens, peças para automóveis, dispositivos médicos e talheres descartáveis. A sua biodegradabilidade torna-o ideal para produtos amigos do ambiente, oferecendo uma solução sustentável sem sacrificar a resistência ou o desempenho.

Embalagem de alimentos

O PBS apresenta uma biocompatibilidade e biodegradabilidade razoáveis, o que o torna relativamente excelente para as indústrias de embalagem de alimentos. A resistência à água, as propriedades de barreira ao gás e as capacidades antibacterianas do PBS ajudam a prolongar a frescura dos alimentos.

Por exemplo, o PBS pode ser transformado em sacos para alimentos, películas aderentes, utensílios de mesa descartáveis, etc.; estes produtos PBS tornam-se biodegradáveis após utilização e não põem em perigo o ambiente ecológico do mundo.

Assim, pode afirmar-se que a segurança e a natureza amiga do ambiente do PBS conferem ao produto uma vasta aplicabilidade no mercado da indústria de embalagens alimentares.

Dispositivos médicos

Devido à sua biocompatibilidade, o PBS pode ser utilizado para fabricar dispositivos médicos. Por exemplo, o PBS pode ser utilizado para fabricar suturas cirúrgicas, sistemas de administração de medicamentos, etc.

Estes dispositivos médicos podem ser absorvidos pelo corpo humano ou degradar-se naturalmente após a utilização, reduzindo assim os danos secundários no corpo humano. A utilização de PBS não só ajuda a melhorar a segurança dos dispositivos médicos, como também ajuda a facilitar os planos de tratamento pós-operatório.

Ferramentas agrícolas

A biodegradabilidade do PBS, bem como as suas excelentes caraterísticas mecânicas, são preferidas para utilização na indústria agrícola. Por exemplo, o PBS pode ser produzido em películas de cobertura vegetal, tabuleiros de sementes e afins.

Estes produtos PBS podem biodegradar-se naturalmente após a sua utilização, minimizando assim os efeitos dos resíduos agrícolas no ambiente. As películas agrícolas PBS podem efetivamente cobrir as culturas e despolimerizar-se para diminuir a carga ambiental após a estação de crescimento.

Necessidades diárias

O PBS também pode ser utilizado para fabricar diferentes artigos compostos que são uma necessidade na vida quotidiana, como porta-canetas, pega de escova de dentes, brinquedos e afins.

Estas necessidades diárias podem degradar-se naturalmente após a utilização, reduzindo o impacto dos resíduos domésticos no ambiente. Devido ao seu respeito pelo ambiente, o PBS é considerado o material de eleição para a criação de artigos de primeira necessidade ecológicos para satisfazer as necessidades de clientes conscientes.

Eletrónica e aparelhos eléctricos

O PBS também é promissor nas indústrias de eletrónica e de aparelhos eléctricos. Por exemplo, o PBS pode ser utilizado como invólucro para produtos electrónicos, revestimentos de cabos, etc. Estes produtos de PBS têm propriedades mecânicas adequadas e possuem a capacidade de se biodegradarem quando são eliminados, atenuando assim os efeitos sofridos pelos resíduos electrónicos.

Qual é a tendência de desenvolvimento futuro da moldagem por injeção de PBS?

O futuro da moldagem por injeção de PBS (succinato de polibutileno) parece promissor, com aplicações crescentes no fabrico sustentável e plásticos biodegradáveis para várias indústrias.

A moldagem por injeção PBS está a avançar para soluções ecológicas, oferecendo produtos de plástico biodegradáveis. Aumenta a sustentabilidade em indústrias como a embalagem, a agricultura e os bens de consumo, reduzindo o impacto ambiental e baseando-se em recursos renováveis.

Melhorar a eficiência da produção

Para reduzir o custo de produção da PBS, os investigadores e as empresas esforçaram-se por aumentar a eficiência do fabrico da PBS, de modo a reduzir o seu custo de produção.

Por exemplo, o aperfeiçoamento atempado das técnicas de produção e a investigação de melhores catalisadores podem aumentar a produção global de PBS, reduzindo assim o custo de fabrico.

A redução dos custos organizacionais não só conduz a uma diminuição dos custos, como também implica uma maior eficiência energética e uma menor emissão de resíduos, tornando a produção mais respeitadora do ambiente.

Desenvolvimento de novas ligas PBS

Para melhorar as capacidades do PBS, os cientistas trabalham para criar novas ligas de PBS. Por exemplo, com outro polímero biodegradável, a preparação de ligas de PBS com propriedades térmicas e mecânicas melhoradas e resistentes ao calor pode aumentar a aplicação do PBS.

O desenvolvimento de ligas PBS poderá não só melhorar o desempenho dos materiais, mas também alargar as suas áreas de aplicação, incluindo a utilização a temperaturas mais elevadas e em condições mais severas.

Promoção das aplicações PBS

O custo do PBS tem vindo a diminuir e o seu desempenho tem vindo a melhorar, pelo que abrirá novos campos de aplicação. Por exemplo, nas indústrias automóvel, eléctrica e eletrónica e de electrodomésticos, espera-se que o PBS substitua alguns plásticos convencionais e se torne o novo material.

A utilização de PBS nestas áreas não só diminuirá a dependência dos plásticos derivados do petróleo, como também aumentará o carácter ecológico e a sustentabilidade de vários produtos.

Promoção da política ambiental

Há cada vez mais respostas políticas sobre a gestão da poluição plástica e a formulação de uma série de políticas ambientais pelos governos de todo o mundo. Essas políticas encorajarão a investigação e a utilização de produtos ecológicos como o PBS.

Por exemplo, a restrição dos produtos de plástico de utilização única nos países europeus criará um mercado maciço para os produtos PBS. A implementação de políticas ambientais acelerará ainda mais a promoção do mercado e a aplicação do PBS.

Introdução de novas tecnologias

Com o avanço da tecnologia, a introdução de novas tecnologias também reforçará a expansão da moldagem por injeção de PBS.

Por exemplo, os casos em que a aplicação da tecnologia de impressão 3D pode ajudar a aumentar a flexibilidade e a eficiência da PBS na produção dos seus produtos. Além disso, a impressão 3D dos materiais da PBS criará novos mercados e satisfará requisitos mais individuais e adaptados.

Desenvolvimento da economia circular

Com a difusão do conceito de economia circular, a reciclagem e a reutilização de PBS após a eliminação tornar-se-ão uma direção importante.

As substâncias dos produtos PBS podem ser recicladas como nova matéria-prima após a utilização através da biodegradação, conseguindo-se assim a reciclagem de recursos. A reciclagem de PBS pode não só reduzir a poluição ambiental, mas também melhorar a eficiência da utilização de recursos, alcançando um desenvolvimento sustentável.

Conclusão

De um modo geral, a moldagem por injeção PBS é uma das melhores tecnologias ecológicas e eficientes de processamento de plásticos que abre uma vasta gama de oportunidades de desenvolvimento.

Com base na melhoria contínua do processo de produção e na expansão da gama de aplicações dos materiais PBS, acredita-se que, no futuro, o PBS se tornará um dos polímeros biodegradáveis mais eficazes e contribuirá positivamente para o desenvolvimento ecológico da indústria dos plásticos.

Através da introdução detalhada acima, acredito que todos têm uma compreensão mais profunda da moldagem por injeção PBS. Quer do ponto de vista da proteção ambiental, da economia ou da tecnologia, a moldagem por injeção PBS é uma tecnologia de processamento com grande potencial, que merece ser mais investigada e promovida.

Além disso, o impacto da aplicação do PBS não se limita a atenuar o problema da poluição por plásticos, a melhorar a utilização sustentável dos recursos e a promover o desenvolvimento da economia verde.

Para o desenvolvimento futuro da moldagem por injeção PBS, com o aumento das novas tecnologias e a expansão do mercado, a moldagem por injeção PBS proporcionará maior comodidade e soluções ecológicas para as nossas vidas.