Por que dois grades com a mesma designação PA6 GF30 variam mais de 15% na tração

Panorama: o nome do grade não é uma especificação

Os plásticos técnicos não têm uma regra unificada de nomenclatura de grades. Na designação "PA6 GF30" só duas coisas estão acordadas: a resina base é PA6 e o teor de fibra de vidro é de cerca de 30%.

Pelo menos quatro itens não estão acordados:

• se a fibra de vidro é longa ou curta e qual comprimento resta após a granulação;
• qual sistema de agente de acoplamento liga a fibra à resina e qual é a resistência da interface;
• qual é a massa molar e o grau de viscosidade da resina base PA6;
• se os valores foram medidos em corpo de prova seco ou condicionado, e a que temperatura.

Qualquer uma dessas quatro variáveis, se diferente, produz uma diferença visível na tração medida. Com as quatro somadas, uma diferença acima de 15% é normal; não aparecer é que exige perguntar se os dados estão corretos.

Por isso, colocar lado a lado duas fichas técnicas que ambas dizem "PA6 GF30" e comparar os números já é um procedimento falho: você acredita estar comparando a mesma coisa, quando na verdade está comparando os cortes de duas formulações diferentes.

As quatro fontes da diferença

As quatro variáveis em aberto explicam praticamente toda a diferença observada entre grades de mesmo nome.

1. Retenção do comprimento da fibra: a fibra é cortada tanto na granulação quanto na moldagem por injeção. O comprimento retido determina a eficiência do reforço: com os mesmos 30% de fibra, comprimento retido maior significa tração e módulo de flexão uma classe acima; cortada curta demais, o reforço perde eficiência e o material passa a se comportar como "PA6 com 30% de pó de vidro". Este item normalmente não aparece na ficha técnica. O que se pode perguntar ao fornecedor é se ele mediu a distribuição do comprimento da fibra dentro da peça moldada.
2. Ligação interfacial (agente de acoplamento): a ligação entre a fibra e o PA6 depende do agente de acoplamento. Se a interface é fraca, a tensão não se transfere para a fibra e o reforço não aparece. O efeito sobre a resistência ao impacto é mais visível do que sobre a tração, especialmente em baixa temperatura. Um caso frequente: dois grades com impacto a 23 degrees C próximos, mas com impacto a -30 degrees C diferente por um fator de dois - é a diferença do sistema interfacial ampliada pelo frio.
3. Massa molar e grau de viscosidade da resina base: dentro do próprio PA6, graus de viscosidade diferentes (que correspondem a massas molares diferentes) têm resistência da matriz, fluidez e tenacidade diferentes. Matriz de alta viscosidade é tenaz e difícil de processar; matriz de baixa viscosidade processa bem, mas perde tenacidade. Este item caminha junto com o índice de fluidez (MFR / MI): MFR alto costuma significar resina base de baixa viscosidade. Se o MFR das duas fichas técnicas diverge muito, as propriedades mecânicas não estão no mesmo nível, ainda que o teor de fibra declarado seja o mesmo.
4. Condições de ensaio e estado do corpo de prova: é o item que mais produz "números que não batem". Três variáveis precisam ser alinhadas:

• Estado do corpo de prova: o PA6 absorve umidade. Entre o estado seco (recém-moldado) e o condicionado (equilibrado a 23 degrees C / 50% UR) é comum haver mais de 30% de diferença na tração, e a resistência ao impacto varia no sentido oposto. Um valor sem o estado indicado na ficha técnica não é comparável.
• Temperatura de ensaio: impacto com entalhe a 23 degrees C e a -30 degrees C são duas grandezas distintas. Aplicação em baixa temperatura exige dados de baixa temperatura.
• Condição de carga da HDT: a temperatura de deflexão sob carga é medida sob 0,45 MPa e sob 1,80 MPa; o mesmo material costuma apresentar valor 20 a 40 degrees C mais baixo sob 1,80 MPa. Só são comparáveis valores tomados sob a mesma carga.

O que o número de 15% significa na prática

Os 15% não são uma tolerância. São uma observação medida entre formulações diferentes que circulam sob o mesmo nome de grade.

O que isso significa na prática: ao receber uma ficha técnica que diz "resistência à tração 180 MPa", não é possível concluir que "o material que eu comprar terá 180 MPa", nem que "qualquer material rotulado 180 MPa serve como substituto". O valor real cai dentro de uma faixa, e a largura dessa faixa pode passar de 15%.

O que essa faixa representa depende da peça:

• Peças sem função estrutural, com margem de projeto: uma diferença de 15% costuma ser absorvida pela margem, sem efeito sobre o uso.
• Peças estruturais dimensionadas pelo limite inferior de resistência: a verificação tem de ser feita com o valor medido inferior, não com o valor típico da ficha técnica.
• Ferramenta já existente, com dimensões definidas: aqui é mais relevante do que a resistência a contração - uma diferença de 0,2% na contração pode tirar uma peça grande da tolerância.

Consistência de lote: onde as trocas falham com mais frequência do que nas diferenças de grade

A diferença entre grades é estática: uma medição resolve. A diferença entre lotes é dinâmica: costuma aparecer no terceiro ou no quinto lote.

Para avaliar a capacidade de controle de lote de um fornecedor, observe três coisas:

1. se cada lote é acompanhado de um COA, e não apenas uma vez na fase de amostragem - na produção em série, cada lote precisa ter o seu;
2. se os valores do COA são valores medidos ou "valores de referência": só o valor medido é rastreável até o lote;
3. se existe uma faixa acordada para a variação entre lotes: índice de fluidez, teor de cinzas e diferença de cor são os três itens de controle essenciais, e a forma de controlá-los deve ser acordada na fase de orçamento, e não deixada como "mais ou menos igual".

Nos nossos compound os itens de controle entre lotes são o índice de fluidez, o teor de cinzas (sistemas com carga e reforço) e a diferença de cor; cada lote expedido sai com o COA de valores medidos. O sistema de gestão é certificado conforme ISO 9001, ISO 14001 e IATF 16949.

A faixa numérica específica de variação entre lotes ainda está a confirmar: não publicamos um número de catálogo antes de termos a estatística medida. O que fornecemos, em vez disso, é a comparação de COA de lotes recentes consecutivos, que permite ao comprador verificar a dispersão real por conta própria.

Quatro verificações que o comprador pode fazer por conta própria

Não é preciso um laboratório dedicado para executar as quatro verificações abaixo.

1. Medir de novo com as condições alinhadas: medir os dois materiais pela mesma norma, com o mesmo estado de corpo de prova e na mesma temperatura. Esta etapa elimina as "diferenças falsas".
2. Medir a peça, não o granulado: medir as propriedades depois de moldar a peça real. Granulado com bons dados não significa peça com bom desempenho.
3. Guardar amostra de referência: reter a amostra do primeiro lote e compará-la com os lotes seguintes nas mesmas condições. É a maneira mais econômica de detectar deriva de lote.
4. Verificar três lotes consecutivos: um lote isolado com bons dados não prova nada; três lotes consecutivos estáveis é que contam como aprovado.

Para solicitar os COA de lotes recentes de um grade específico, fale com a nossa equipe técnica.

Fonte dos dados e limites

Toda comparação de propriedades precisa de uma fonte declarada e de um limite declarado.

Mais sobre documentos de certificação e declarações de conformidade: perguntas frequentes sobre o fornecimento de compound.