Seleção de um polímero alternativo ao alumínio para produção de moldes industriais

Abstract

No contexto industrial da empresa Ansell Portugal, produtora de luvas para diversas aplicações, há um problema relacionado com a degradação precoce dos moldes metálicos, revestidos com PTFE, e que são utilizados como base de suporte das luvas não modificadas, designadas por liners, durante os procedimentos sofridos ao longo da linha de produção LP7. O objetivo inicial da presente dissertação é o de estudar a possibilidade de efetuar a substituição do atual molde metálico por um molde feito apenas em material polimérico. Neste contexto, o estudo foi iniciado pela caracterização do molde metálico, com e sem revestimento, de modo a ter uma base de informação que permita efetuar a escolha fundamentada de um possível material substituto. A caracterização efetuada permitiu observar que a razão que induz a rápida degradação dos moldes é a corrosão do molde metálico, cujos produtos se acumulam na interface substrato/revestimento. Este fenómeno eletroquímico, que deveria ser evitado pela presença do revestimento de PTFE, tem como origem a passagem dos moldes pelos tanques com solução ácida e salina, sendo depois catalisada pela temperatura a que os moldes estão sujeitos nas etapas de passagem pelos fornos. O revestimento de PTFE não cumpre a sua função devido ao facto de não cobrir uniformemente o substrato metálico, deixando o substrato diretamente exposto aos ambientes químicos agressivos. A caracterização efetuada demonstrou que, provavelmente, a melhor solução não será a substituição do tipo de molde utilizado, mas sim garantir que o revestimento cumpra a sua função. Tal poderá ser conseguido pela mudança do tipo de tecnologia utilizada para efetuar o revestimento ou por um controlo de qualidade mais eficiente. Apesar do estudo efetuado apontar para o facto de, no âmbito industrial da empresa, não haver uma necessidade premente na substituição do molde metálico foi ainda assim efetuado estudo de algumas propriedades de polímeros capazes de serem considerados como substitutos do molde metálico. Não tendo em consideração o fator económico os materiais selecionados foram o politetrafluoroetileno (PTFE), e os materiais compósitos de matriz poli(éter éter cetona) (PEEK) reforçado com 30% de fibras de vibro (FEEK FV30) e com 30% de fibras de carbono (PEEK FC30).

In the Ansell Portugal industry, a manufacturer of gloves for various applications, there is a problem related to the early degradation of PTFE coated metal moulds, which are used as a support base for liners during the LP7 production line. The initial objective of this dissertation is to study the possibility of replacing the current metallic material of the mould with a polymeric or a polymeric based material. Within this frame, the study was initiated by the characterization of the metallic mould, with and without coating, in order to have information that allows to make an informed choice of a possible substitute material. The characterization made it possible to observe that the reason that induces the rapid degradation of the moulds is the corrosion of the metallic material, whose products accumulate at the substrate / coating interface. This electrochemical phenomenon, which should be avoided by the presence of the PTFE coating, originates due to the passage of the moulds through the tanks with acidic and saline solution, and is then catalysed by the temperature at which the moulds are subjected in the furnaces. PTFE coating does not fulfil its function because it does not evenly cover the metal substrate, leaving it directly exposed to harsh chemical environments.The characterization carried out showed that the best solution is probably not to replace the material used for the mould, but to ensure that the coating fulfils its function. This can be achieved by changing the type of technology used to coat the metallic material or by a more efficient quality control of the dipping process. Although the study carried out pointed out that, in the industrial scope of the company, there was no pressing need to replace the metallic mould, it was still carried out a study of some properties of polymers capable of being considered as substitutes. The materials selected were polytetrafluoroethylene (PTFE), poly (ether ether ketone) (PEEK) composite reinforced with 30% glass fibres (FEEK FV30) and 30% of carbon fibres (PEEK FC30).