Contração de Elastómeros de Poliureia

Surpreendente! Os sistemas de elastómeros de poliureia projetada por spray estão agora a mostrar contração no terreno? Muitos estão a agir como se isto fosse uma novidade ou um problema nunca antes encontrado, alegando que deve haver algo errado com as formulações atuais. Mas espere: todos os materiais termofixos sofrem contração! Em engenharia química, a contração é definida como uma ligeira redução dimensional provocada pela redução no volume do material à medida que este arrefece, reage e solidifica. Quando a contração de uma peça industrial apresenta problemas de ajuste em moldes, o padrão da cavidade é desenhado ligeiramente maior para compensar. Isto faz parte do reino da tecnologia dos Termofixos, que inclui o poliuretano, os híbridos, o epóxi, o poliéster e o éster de vinil. À medida que as ligações químicas se formam, elas puxam as moléculas para mais perto, criando o encolhimento. Não existe zero "0" contração. É um facto da física.Nos programas de treino avançado para aplicadores da Primeaux Associates LLC, demonstramos isto com um teste simples: aplicamos um sistema de poliureia sobre uma régua metálica tratada com agente desmoldante. Após a cura, ao descolarmos a membrana e compararmos com as marcas da régua, o resultado é claro: há uma contração linear de cerca de 3%.


A Origem na Tecnologia RIM e a Dinâmica das Primeiras 24 Horas
Como a tecnologia de spray de poliureia se desenvolveu a partir da tecnologia RIM (Moldagem por Injeção de Reação), aprendemos muito sobre estas características. Na indústria de moldes RIM, a contração era um facto conhecido. Para a minimizar, a mistura de resina era sempre nucleada com gás nitrogénio ou CO₂ para produzir uma estrutura microcelular muito fina, e adicionavam-se cargas sólidas (como Wollastonite ou flocos de vidro) para aumentar a rigidez e travar o encolhimento.A poliureia é um sistema de copolímero com separação de fases dos segmentos rígidos e flexíveis na matriz polimérica durante a cura. É precisamente aqui que a contração ocorre, sendo a esmagadora maioria observada nas primeiras 24 horas durante o período inicial de cura estrutural. Sublinhe-se que esta contração não se deve à perda de solventes, uma vez que estes sistemas são 100% sólidos.Se o aplicador não estiver totalmente ciente desta característica, as consequências em obra podem ser devastadoras. A força de contração pode causar a distorção e o empenamento do suporte (como placas de EPS ou geotêxteis), repuxar cantos e ângulos de 90 graus, rachar o próprio revestimento ou cisalhar a aderência ao substrato nas zonas onde as técnicas de preparação de superfície foram inadequadas ou incompletas.

A Relação Direta: Dureza vs. Taxa de Contração
Muitos acham que o único motivo para o encolhimento reside na formulação, mas este é fortemente afetado pelas técnicas de aplicação. Como regra geral na indústria, quanto mais duro e rápido for o sistema, mais contração será observada. Veja a tabela matemática de comportamento dos sistemas de cura rápida:

Dureza Shore D     Resistência à Tração (psi)     Alongamento (%)         Taxa de Contração (%)
      60 – 70                     2500 – 5000                        < 100%                            3.0% – 5.0% (Risco Crítico)
      50 – 60                     2000 – 3000                        < 250%                            2.0% – 4.0% 
      40 – 50                     2000 – 3000                      250 – 500%                      1.5% – 2.5%
      < 35                          1500 – 2000                      250 – 500%                       0.5% – 1.0%

Se a reação do sistema for estrategicamente retardada pelo fabricante através da seleção de matérias-primas com blocos rígidos mais "suaves", o valor geral de contração cai de forma drástica. Algumas formulações utilizam plastificantes para suavizar esta contração (muito comum em selantes de juntas), mas isso altera as propriedades finais do filme.Outro fator crucial é a pigmentação sólida. O uso de níveis corretos e robustos de pigmento sólido industrial atua de forma semelhante às cargas de vidro da tecnologia RIM, ajudando a ancorar a matriz e a minimizar o encolhimento linear.

Técnica de Aplicação e o Golpe Fatal do Processamento a Frio
Do ponto de vista da aplicação no terreno, a contração pode ser controlada e minimizada se o operador utilizar a técnica padrão da indústria de múltiplas passagens cruzadas. Aqueles que pulverizam sempre na mesma direção criam uma tensão linear assimétrica. Além disso, quanto maior for a espessura acumulada numa única passagem, pior será o encolhimento observado.O processo mecânico desempenha um papel vital. O material tem de ser processado de acordo com as recomendações rigorosas do fornecedor do sistema químico, e NUNCA pelas sugestões do vendedor do equipamento. Este é frequentemente o golpe fatal numa obra.Se o produto for projetado fora das configurações ideais de pressão e temperatura — nomeadamente em condições de processamento demasiado frias —, a poliureia não atingirá a sua fusão molecular correta, resultando em tensões internas massivas, encolhimento excessivo e fissuração imediata do revestimento ao enfrentar o frio ambiental. Calibrar as temperaturas do reator (65°C a 70°C) e das mangueiras térmicas não é uma opção; é uma lei da engenharia de polímeros.