Estudo de poliuretanos High-Solid para aplicação na indústria automóvel

Abstract

O foco deste trabalho incide no estudo de Poliuretanos High-Solid, que são poliuretanos com um maior conteúdo de sólidos na sua constituição e, a sua interação química com o PVC numa mistura PUR/PVC. Esta mistura tem o intuito de combinar propriedades de ambos os polímeros, cuja combinação forma o denominado artigo híbrido, para o desenvolvimento de componentes têxteis plastificados para interior automóvel. Este estudo pretende avaliar o potencial impacto desta mistura nas diferentes fases de desenvolvimento, desde o desenho conceptual até à linha de produção, obtendo assim as características pretendidas para o artigo final. Tendo como ponto de partida o estudo anterior, relativo a PUR-HS, foi possível a partir das formulações utilizadas corrigir problemas de adesão verificados entre camadas estruturais do artigo formadas por um PUR-HS alifático com uma componente aromática de base poliéter e camadas adjacentes maioritariamente ou totalmente constituídas por PVC, combinando um novo PUR-HS alifático de base poliéter/poliéster e, melhorando assim a interação PUR/PVC. Foram, a partir daqui, idealizadas e construídas novas formulações e novas versões de artigos híbridos, sendo estes os artigos C, D e E. A interação química entre o poliuretano e o PVC, foco deste trabalho, parece ocorrer por via da ligação C-Cl, do PVC, e o grupo carbonilo (C=O), do PUR, como se pode constatar pela análise dos espetros FTIR das pastas e filmes, nos quais se observa uma diminuição da intensidade dos picos de transmitância associada à presença destes grupos; entende-se que tal evidência pode estar relacionada com a formação de novas ligações entre os dois polímeros após a sua mistura, o poliuretano e o PVC. Do trabalho realizado conclui-se ainda que nas novas formulações usadas no artigo D corrigiu-se o problema de adesão, e que esta cumpriu com as especificações definidas para as aplicações típicas deste tipo de material; este artigo é constituído na camada compacta pela pasta PUR3, na camada espuma pela PUR4 e na camada adesiva pela PUR6, de gramagens 180 g/m2, 300 g/m2 e 120 g/m2, respetivamente. Mais se refere que este apresentou os melhores resultados em teste de imersão em acetona, ensaios de solidez da cor à luz, assim como resultados satisfatórios em ensaios de Manchado à fricção, Solidez à fricção, Rasgado e Soiling. Assume-se então a possibilidade de aplicação do artigo D em zonas de exposição moderada à luz solar e temperatura, como painéis de porta, consolas centrais ou painéis de instrumento.

The focus of this work is on the study of High-Solid Polyurethanes, which are polyurethanes containing a larger fraction of solid components, and their chemical interaction with PVC in a PUR/PVC mixture. This mixture aims to combine the usefull properties of both polymers, thus forming the so-called hybrid system, which is implemented for the development of plasticized textile components for automotive interior. This study aims also at the evaluation of the potential impact of the mixing procedure suggested on the different stages of development, from conceptual design to the production line, thus obtaining the characteristics desired for this final article. Having the results obtained in the previous study on PUR-HS as a starting point, it was possible from the formulations used to correct the adhesion problems verified. This problem occurred between structural layers of the article formed by an aliphatic PUR-HS polyether based with an aromatic component and adjacent layers mostly or totally constituted by PVC. Combining a new aliphatic PUR-HS polyether/polyester based, the adhesion problems were corrected, thus improving the PUR/PVC interaction. From here, new formulations and new versions of hybrid articles were conceived and constructed, articles C, D and E. The chemical interaction between polyurethane and PVC, the focus of this work, seems to occur through the C-Cl bond connection of PVC and the carbonyl group (C=O) of the PUR, as can be seen by the analysis of the FTIR spectra of the pastes and films, in which there is a decrease in the intensity of the transmittance peaks associated with the presence of these groups; it is understood that such evidence may be related to the formation of new bonding links between the two polymers. It is also concluded that in the new formulations used in Article D, the problem of adhesion was resolved, and that it complied with the specifications defined for the typical applications of this type of material; this article consists of the compact layer, composed by paste PUR3, foam layer by PUR4 and adhesive layer by PUR6, of the following areal weights 180 g/m2, 300 g/m2 and 120 g/m2, respectively. Moreover, it was found that Article D presented the best results in acetone immersion test, color fastness to light tests, as well as satisfactory results in tests of Staining to friction, Solidity to Friction, Torn and Soiling. It is then assumed that Article D can be used in areas of moderate exposure to sunlight and temperature such as door panels, center consoles or instrument panels.