ADESIVOS QUÍMICOS

Processo de Fabricação III

PROCESSO UNIÃO DE MATERIAIS.

· Idade Média → Soldagem por Forjamento· 1500 – 1900 → Fundição;· 1809 → Arco Elétrico· 1890 → Eletrôdo Nu;· 1907 → Eletrôdo Revestido; · 1926 → TIG;· 1948 → MIG;· 1953 → MAG;· 1954 → Arame Tubular;· 1957 → Feixe Eletrônico;· 1958 → Eletroescória;· 1960 → Laser;· Atualmente → Mais de 50 processos usados industrialmente.

ADESIVOS QUÍMICOS.

· História

· Composição

· Tipos de adesivos

· Limpeza de superfície

· Aplicações

· Custos

ADESIVOS HISTÓRIA- HISTÓRIA

4000 a.C. - Uso de cimento para unir ossos de marfim em estátuas da Babilônia1365 a.C. - O baú de cedro Tutamkamon utilizado cola de caseína.1100 d.C. - Colagem de caixas de madeira a base de clara de ovo.1791-1797 - d.C. - Adesivo de borracha natural.1872 d.C. - Produção comercial de colas de pescados nos EUA.1910 d.C. - Uma patente francesa sugere o uso de adesivos com resina fenólica. 1914 d.C. - Patentes sobre adesivos a base de fenol-formaldeído. 1915 d.C. - Utilização de colas de albumina de sangue em embarcações e na indústria aeronáutica.

ADESIVOS NA ANTIGUIDADE

ADESÃO DE MATERIAIS- Entende-se como a operação de junção de dois materiais, mediante a aplicação de uma substância química. Esta substância é geralmente um polímero, que é chamado de adesivo.

ADESIVOS QUÍMICOS- O uso de adesivos estruturais foi a forma encontrada por várias

indústrias (desde a indústria aeronáutica, à indústria naval, à indústria de automóvel, etc …) para solucionar problemas que técnicas tradicionais de solda e uniões não conseguiam resolver.

- Trincas - Descontinuidade - Aumentos de Peso- Porosidade - Furos - Acabamento

ADESIVOS- Cola Animal.

É o adesivo mais antigo, sendo conhecido a mais de 3500 anos. É um adesivo de grande versatilidade e de boa aceitação. Cola natural orgânica derivada do colágeno, proteína constituinte da pele dos animais e ossos principalmente do gado.

ADESIVOS- Cola a base de peixe.

Foi o primeiro adesivo líquido que teve uma importância significativa. Obtido através do bacalhau e da pescada, restringe-se a algumas colagens de madeira, papel, cortiça borracha e metais.

ADESIVOS- Adesivos de caseína

A caseína é obtida a partir do leite. A caseína compõe-se de uma cadeia de aminoácidos unidos por ligação.

ADESIVOS-Adesivos Albumínicos

Os adesivos de albumina preparados a partir de ovos e de sangue. Possuem utilizações especiais quando a pequena resistência da película não tem importância, mas o fundamental é a resistência a água.

ADESIVOS- Adesivos Vegetais

São constituídos principalmente por amido, um polímero natural abundante, extraído de raízes, trigo, batatas, arroz etc.

VANTAGENS- Distribuição uniforme de esforços mecânicos, pois não dependem de elementos mecânicos, os quais geram concentrações de tensões, possibilitando assim a distribuição das tensões ao longo da junção.

VANTAGENS- Devido a fácil aderência na superfície do material, há a possibilidade de unir materiais com formas geométricas diferentes.

VANTAGENS- O produto pode proteger o material contra a corrosão, mesmo após ter sido polimerizado há a possibilidade de vedação.

VANTAGENS- Os adesivos possuem a característica de absorver vibrações, ocasionando portando o amortecimento de forças de tração e contração de materiais soldados, podendo se alongar.

VANTAGENS- Elimina furos, soldas, rebites, parafusos, melhorando a performance e o acabamento. Possibilitando a diminuição do peso do material final.

VANTAGENS- Freqüentemente mais rápido e com menor custo quando comparado às juntas com elementos de solda. Acabamento mais rápido.

DESVANTAGENS- O limite de temperatura de trabalho é de aproximadamente 150 ºC, os silicones tem melhor resistência ao calor suportanto uma temperatura de 320 ºC, portanto devendo ser analisado as devidas limitações do projeto para a sua melhor aplicação. - As condições de limpeza para a aplicação do produto devem estar em boas condições, pois todas as impurezas como sujeira, poeira, graxa, ou óleo podem alterar ou prejudicar a aplicação do produto. - O tempo de cura para a utilização do adesivo é maior quando comparado aos demais procedimentos de solda adotados, pois necessita um período mais prolongado após a união. Pois em casos que são necessários teste mecânicos nos componentes este processo não seria o mais indicado

COMPOSIÇÃO- Os adesivos modernos possuem uma composição bastante

complexa de componentes, cujas funções são bastante especializadas. Como é de se esperar, a seleção dos ingredientes depende do produto desejado.

- O processo de cura nestes adesivos caracteriza-se por ser realizado devido à adição de agentes de polimerização.

- Estes geram radicais livres, que rapidamente dão inicio à formação de cadeias. Este tipo de cura (poliadição) permite que haja movimento relativo entre os substratos, por um certo tempo, mesmo após a montagem dos substratos com o adesivo.

COMPOSIÇÃO- Epóxi.

Uma resina epóxi ou poliepóxido é um plástico termofixo que se endurece quando se mistura com um agente catalisador ou endurecedor.

Existem hoje diversas empresas no mundo que se especializaram em formular produtos com características próprias para cada necessidade do usuário. Os agentes de cura mais comuns são as poliamidas, poliaminoamidas, aminas alifáticas, aminas ciclo-alifáticas, aminas aromáticas, adutos de aminas, anidridos, polimercaptanas e polissulfetos.

COMPOSIÇÃO- Em química, o catalisador é uma substância que acelera a

velocidade de uma reação, sem ser consumido, durante o processo. Auxilia na velocidade de cura do adesivo.

COMPOSIÇÃO

TIPOS ADESIVOS- Epóxidos

Surgiram no campo comercial no ano de 1946, devido a facilidade de se adaptar a diversos substratos se torna um adesivo versátil, e são muito utilizados no ramo automotivo e no ramo aeronáutico. Possuem em sua constituição uma resina epóxi e um endurecedor.

TIPOS ADESIVOS- Acrílico

O acrílico é um adesivo de alta resistência feito pela polimerização de ácidos acrílicos ou metacrílicos, pode ser utilizado na maioria dos materiais, madeira, plástico, vários materiais, cerâmica, borracha, vidros e até superfícies oleosas. Os adesivos acrílicos são utilizados na indústria da construção pois forma uma vedação hidráulica.

TIPOS ADESIVOS- Poliuretanos

Inicalmente foi desenvolvido como substituto da borracha. Isolamento térmico e resistência a água. Apresenta também resistência a umidade, mantendo assim as propriedades por um tempo mais elevado, este material ligado aos demais pode diminuir a transmissão de ruídos, amortização de vibrações.

TIPOS ADESIVOS- Hot-Melts

Os adesivos Hot-melts são materiais termoplásticos, que formam uma ligação forte rapidamente, e são compativeis com os mais diversos materiais. Possuem algumas limitações, pois não podem ser usados com substratos sensíveis ao calor, os laços de ligação perdem sua forças a altas temperaturas.

TIPOS ADESIVOS- Pollimidas

As poliimidas foram desenvolvidas essencialmente pela Nasa para a indústria aeroespacial. Possui capacidade de aguentar elevadas temperaturas possuem custos muitos elevados, tornando-o o menos utilizados. São separadas em dois grupos devido a sua cura, a por condensação e as que curam por reação de adição

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES

• A preparação da superfície dos aderentes (materiais a serem unidos pela superfície do adesivo) é o primeiro cuidado para obtenção de uma junta adesiva de qualidade com características controladas.• O tratamento difere em função dos materiais e do grau de complexidade exigido pela junta.• Desde uma simples limpeza com solventes em poucos minutos até um pré-tratamento de diversos estágios e tratamento químico da superfície com duração de várias horas.

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES

• O pré-tratamento visa remover a camada superficial original, desconhecida e não uniforme dos componentes a serem unidos pelo adesivo.• A partir do processo de limpeza e tratamento químico superficial (quando necessário), garantir uma superfície controlada, conhecida, com repetibilidade e uniformidade nos conjuntos ou junções.• É importante que o processo seja conhecido e estável, definindo um padrão de superfície, para permitir o controle, atendendo um padrão de uniformidade.

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES

• Uma única camada com a espessura de uma molécula de contaminante pode atrapalhar a molhabilidade ideal do adesivo na superfície do aderente, impedindo o preenchimento da junta e o contato íntimo entre os substratos que serão colados e o adesivo.

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES

Existem alguns procedimentos para a preparação superficial, por exemplo:• Nenhum tratamento (menor custo, porém, pior qualidade);• Lavagem por solvente e por vapor de solvente;• Abrasão mecânica;• Tratamento por plasma;• Ataque químico ou decapagem;• Deposição química;• Entre outros.

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES

• Um processo de limpeza não pode ser considerado bom ou ruim, apenas ser, selecionado adequadamente segundo as condições de adesão e custos, o que envolve a análise da qualidade necessária da junção;

APLICAÇÃO DE PRIMERSEm alguns casos é recomendado a aplicação do primer na superfície para modificá-la e prepará-la para um melhorar o contato e a aderência com o adesivo em si.São três as funções do primer:• Proteger o substrato de contaminações ou alterações da superfície durante o período entre a preparação da superfície e a aplicação do adesivo;• Penetrar nas micro-rugosidades e porosidades, nivelando a superfície;• Dissolver pequenas quantidades de contaminações orgânicas.

FIXAÇÃO MECÂNICA

• A função principal dos adesivos (solda bioquímica) é a fixação mecânica das superfícies / partes, permitindo melhor distribuição de esforços comparados às fixações mecânicas clássicas (parafusos, pinos, rebites, solda).• Por essa característica, grandes estruturas adesivadas podem ser confiáveis, por um processo mais simplificado, com menor peso e custo final.

FIXAÇÃO MECÂNICA

• Os esforços distribuídos pela área de contato, como também o fato de os processos de aplicação e cura não influírem com modificações mecânicas, como furos, nem exigirem bruscas modificações na temperatura da superfície, não afetam a microestrutura das ligas metálicas.• Permitindo assim, assim, uniões adesivadas entre ligas de alumínio e/ou magnésio, a temperaturas adequadas, por exemplo.

PRINCIPAIS APLICAÇÕES

EXEMPLO: EletrodomésticosA Whirlpool Latin America, que atua no segmento de eletrodomésticos, com as marcas Brastemp, Consul e KitchenAid, desenvolveu uma tecnologia que substitui a soldagem convencional, por meio de um adesivo, na produção dos seus equipamentos, economizando energia, custos de produção e matéria-prima.Segundo a companhia, por exemplo, 30% do processo de fabricação de um ar condicionado estão ligados a soldagem, técnica que consome mais gás e energia elétrica.Com a adesão da tecnologia, a companhia espera obter uma economia energética de 25% por item fabricado.

EXEMPLO: Aeronaves

• Adesivos são utilizados há muito tempo na fabricação de aviões, uma vez que são uma excelente alternativa aos fixadores mecânicos como os rebites.• Antes desta descoberta, a quantidade de rebites que fixavam as partes de um avião eram imensas, mas hoje em dia quase não são mais utilizados.• O uso destes adesivos, vem aumentando com o tempo, com o objetivo de tornar o avião mais leve e mantendo ou melhorando a resistência mecânica de seus componentes.

EXEMPLO: Aeronaves

EXEMPLO: AutomóveisNos automóveis, os adesivos tem diversas aplicações:• “Direct Glazing” – fixação de pára-brisas.• Exterior dos automóveis – fixação de spoilers, aerofólios, etc.• Interior dos automóveis – fixação de placas eletrônicas, tecidos, consoles, etc.• Estrutura da carroceria – montagem da estrutura interna do automóvel.• Reforço estrutural do chassis – para conferir resistência extra a estrutura.• “Sound Damping” – para reduzir ruídos e melhoria acústica.

EXEMPLO: Automóveis

Pontos com reforço estrutural

SOLDA X ADESIVO

SOLDA X ADESIVO

- O mercado global de adesivos estruturais usados em carros, aviões e outros veículos.

US$ 2 bilhões no ano de 2014. US$ 1,5 bilhão há dez anos.

O mercado esta crescendo entre 4% e 5% ao ano, antes 2% a 3% ao ano.  

SOLDA X ADESIVO

- Redução do custo de montagel total. - Redução de mão de obra. - Redução do custo do material.

- Redução do custo do pós-processo. - Redução do custo de ciclos de produção.