Carlo Grassini, Technical Service and Market Development São Paulo, 05/05/2015 - FEIPLASTIC - Ilha Do Conhecimento

1. Inovação e sustentabilidade nos
plásticos da engenharia
Carlo Grassini, Technical Service and Market Development
São Paulo, 05/05/2015

2. Sumário de assuntos
Radici Group & Radici Plastics
•Breve apresentação de quem somos e o que fazemos no mundo dos Plásticos
Substituiçao de Metal
•Poliamidas Radilon® e Radistrong® para melhor desempenho mecânico, abordagem
CAE aos projetos
Exercício as altas temperaturas
•Poliamidas Radilon® HHR e XTreme com melhor resistência ao envelhecimento
térmico
Resistencia quimica
•Poliamidas a “cadeia longa” (LCPA), Radilon® D e DT produtos com base em PA610 e
PA612
Design para sustentabilidade
•Sustentabilidade do produto ao longo de todo o ciclo de vida, confiável e certificável
para medições e comparações quantitativas

3. Radici Group: numbers
CHEMICALS = 392 millions of Euro
PLASTICS = 248 millions of Euro*
SYNTHETIC FIBRES AND NONWOVENS = 516 millions
of Euro
OTHER BUSINESSES = 5 millions of Euro
*2013 Aggregated Sales (millions of Euro)
Personnel: 3,200 employees
195
50
90
110
0 50 100 150 200 250
Adipic Acid
HMDA
PA66
PA6
Kton/y
Production Capacity (Kton/y)
PA6+PA66
capacity: 200
Kton/y

4. Radici Plastics: Brands
A line of PA6, PA6.6, High Temperature PA, PA6.12
and 64% renewably sourced PA6.10 polymers and copolymers
used for injection, extrusion and blow-moulding in industrial,
electrical/electronics and automotive applications.
A line of thermoplastic semi-crystalline PBT, PET
and glassfibre-reinforced PBT used for injection moulding in
industrial, electrical/electronics and automotive applications.
Eco-sustainable range of materials mainly coming
from RadiciGroup’s polymerization, fibres and compound
plants scraps used for injection and extrusion in industrial,
electrical/electronics and automotive applications.
A line of PA, PET and PBT flame-retardant grades used
for injection and extrusion in all applications where high fi re
resistance is required, especially in the electrical/electronics and
automotive sectors.
A line of thermoplastic elastomers based on SEBS,
SBS and co-polyesters; used for injection and blow moulding in
industrial, electrical/electronics and automotive.
A line of long fibre polyamides for injection
moulding.This material family represents a major step forward
in metal replacement due to its exceptional impact, creep and
high temperature properties.
POM acetal copolymers for injection moulding
applications, obtained through the random insertion of co-
monomer units in a poly-trioxane chain.
Poliamidas e outros
Plasticos da
Engenharia

5. Radici Plastics:
Presença Global
AMERICAS ASIAEUROPE
Radici Novacips SpA – Villa d’Ogna, ITALY
Investimento em regiões de rápido crescimento. Assistencia tecnica e suporte ao desenvolvimento de novas
aplicações no mundo inteiro.
Radici Novacips SpA – Chignolo d’Isola, ITALY
Radici Plastics USA Inc. – USA
Radici Plastics Ltda – BRAZIL
Radici Plastics (Suzhou) Co., Ltd – CHINA
Radici Plastics Modi Pvt., Ltd – INDIA*
* Toll compoundingRadici Plastics GmbH - GERMANY

6. Radici Plastics:
pontos fortes
• Integração vertical em PA6, PA66, PA610, PA612 e PA
especiais/copolímeros
• Um forte foco em inovação através de uma grande sinergia
com o cliente
• Flexibilidade no desenvolvimento de materiais “tailor-made”
para exigências específicas
• Uma gama completa de produtos disponíveis em todos os
países
• Competência global no suporte ao desenvolvimento de novas
aplicações
• Comprometimento com a sustentabilidade em toda a cadeia
de produção, minimizando o impacto ambiental.

7. Substituição de Metal

8. Substituição de metal
 Substituição de metal por plásticos de engenharia para
aplicações exigentes começou aproximadamente 25-30 anos
atrás.
 Apesar disso, ainda existem grandes oportunidades, devido
à crescente demanda de redução de peso, mesmo em
componentes que nunca foram considerados para ser
produzidos em plástico.
 O aporto de novos materiais, junto com o CAE (Computer
Aided Analysis) e dum abordagem correto a projetação, abre
ainda mais possibilidades para realizar novas ideias

9. Substituição de metal
• O conceito-chave do Metal Replacement è isso:
Substituir um ou mais itens correntemente
fabricados em metal com um item que tinha a
mesma , fabricado com um
material diferente (plásticos de engenharia
especiais)
• Não significa procurar um plástico que tinha as mesmas
PROPRIEDADES, mas sim reformular a ideia e o projeto da peça,
considerando todos os seus requisitos funcionais e comparando-
os com as características típicas do material plástico

10. Substituição de metal
• As que podemos obter:
– Redução de peso
– Liberdade de desenho e de forma
– Sustentabilidade ambiental
– Integração de funções
– Redução de montagem e operações de processo post-moldagem
(usinagem…)
– Estética, produtos na cor
– Custo total das peças (≠ custo do material por kg!!!)
• Custo volumétrico
• Numero de itens, numero de operações, montagem
• Custo do processo de moldagem por injeção
• Produtividade
• Vida do molde (vs Fundição de metal)

11. Substituição de metal
 Novos pedidos e desafios da substituição de metal exigem
materiais mais sofisticados, além dum abordagem à
concepção do projeto mais evoluída
 Fabricantes de Plásticos da Engenharia são
solicitados a fornecer materiais de alto
desempenho, como também muitas informações
sobre propriedades deles a curto e longo prazo
(creep, fadiga, envelhecimento em media,
resistência química...)

12. Substituição de metal
Especialidades com base em PA66-GF:
Oferta da Radici Plastics
 50% GF PA66 Radilon® A RV500RW 339 BK
 35% GF PA66 Radilon® A RV350RW 339 BK
Em comparação com PA66-GF padrão tem:
– Resistência a tração mais alta
– Deformação a ruptura mais alta
– Melhor resistência na linha de solda
– Melhor resistência ao impacto
Suporte de motor
Radilon A RV500RW

13. + 12 % tensile strength at break
+ 20 % tensile deformation at break
A RV500RW 339 NER

14. + 20 % tensile strength at break
+ 30 % tensile deformation at break
A RV500RW 339 NER

15. Substituição de metal
PA6-GF com alta fluidez e alto conteúdo de fibra:
Oferta da Radici Plastics
 50% GF PA6 Radilon® S URV500
 60% GF PA6 Radilon® S URV600
Em comparação com PA6-GF padrão tem:
• Alta fluidez
• Menor quebra das fibras de vidro =>
maior retenção de prop. mecânicas
• Melhor acabamento superficial
• Alta produtividade Suporte de apoio de braço para
segmento automotivo
RADILON S URV500

16. Flow Length + 40%
0
100
200
300
400
500
600
700
800
60 70 80 90 100 110 120 130
SpiralLength(mm)
Injection Pressure (Bar)
Spiral Length Comparison
High Flow
Radilon® S URV600LW
PA6-GF50
High Flow
Radilon® S URV600LW
PA6-GF50
S URV600LW

17. Substituição de metal
RADISTRONG® PA6 e PA66-LFT com fibras longas de
vidro ou carbono:
Comparado com fibra curta tradicional:
• Melhores propriedades ao impacto
• Melhor rigidez e resistência mecânica
às altas temperaturas
• Melhor resistência ao creep e fadiga
• Menor empenamento das partes
• Melhor desempenho
às altas temperaturas
1 mm 1 mm
Radilon ® RV

18. Properties
Charpy Notched Impact
Impact Energy Absorption
Tensile Strength at Break
(23 °C)
Tensile Strength at Break
(150 °C)
Elongation at BreakCreep
Heat resistance
Tensile Modulus (23 °C)
Tensile Modulus (150 °C)
PA66-GF Radistrong© LGF
Pedal Box
Radistrong A LGF60W
Comparação entre propriedades de RADISTRONG® LGF e de PA66
Fibra Curta tradicional

19. S URV600LW
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
1 10 100 1000 10000
Deformation(%)
Time (hours)
Creep Behavior (140 °C, 60 Mpa)
PA66-GF50
Radistrong® ALGF50W
Creep behaviour (140 °C, 60 MPa) of Radistrong® compared to a
short-fibre reinforced PA66 : after 10000 h the creep
deformation is close to 1/3 of short fibers PA !
Rear mirror support
Radistrong A LGF50W

20. Substituição de metal
• Radici Plastics pode fornecer aos Clientes total suporte ao
longo dos projetos de substituição de metal:
– Concepção: proposição e consultoria
– Tradução de Requisitos funcionais em Propriedades do material
– Seleção do material ideal, seja Padrão ou Especial, dentro da nossa
ampla faixa de Plásticos da Engenharia
– Suporte e consultoria para comparação dos custos
– Suporte e consultoria para re-design
– Suporte com analise de CAE, com simulação de processo e simulação
estrutural
– Impacto ambiental e LCA analysis: suporte pleno e certificado pela
parte da matéria prima
– Suporte da Assistência técnica no ensaio de protótipos e try-out
de moldagem

21. Utilização em altas temperaturas

22. Utilização em
altas temperaturas
• Tendências da industria automotiva:
– Redução progressiva das dimensões do motor
– Limitações mais baixas para emissão de CO₂
– Maior tempo de vida dos veículos
– Espaço sob capô reduzido
• Requisitos para poliamidas:
– Melhor retenção de propriedades depois de envelhecimento
térmico
– Tempo de vida maior
– Fácil processamento, preço competitivo

23. Utilização em
altas temperaturas
Radilon® S RV … W, S BMV150 K
Radilon® A RV…W
Radilon® XTreme RV HHR
Metal
Radilon® A RV HHR, A BMV HHR
CUT in contact with air

24. Utilização em
altas temperaturas
180°C
210°C
230°C
A HHR
High Heat Resistance PA66 for injection and
blow molding (from 180 to 210 °C CUT in air)
XTreme HHR
High Temperature Polyamides (from 190 to
230 °C CUT in air)

25. Utilização em
altas temperaturas
• HHR (High Heat Resistance) è uma tecnologia proprietária, muito eficiente e
original para proteger o material, e atender aos requisitos mais exigentes
Radilon® A RV150 – RV500 HHR
• PA66 desde 15% até 50% fibra de vidro, especialmente desenhado para
resistir à temperatura de exercício continuo até 210°C, em contato com ar
quente.
Radilon® A BMV150 – BMV200 HHR
• PA66 15% ou 20% fibra de vidro, temperatura de exercício continuo até
210°C para moldagem por sopro.
Radiflam® A RV150HHR AF
• PA66 15% fibra de vidro, anti-chama UL94 V-0 alta resistencia termica e
retenção de propriedades, para moldagem por injeção.

26. 0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
200,0
0,0 1000,0 2000,0 3000,0 4000,0
TensileStrengthatBreak(Mpa)
Time (h)
Heat Ageing in Air at 210 °C
Radilon ARV350 HHR 3800 Ner
PA66-GF35 HS
A RV350HHR
Após 2000h de envelhecimento em contato com ar a 210°C, a
retenção da tensão à ruptura è 57% do valor inicial vs 0% para
PA66 termo-estabilizada padrão
Turbo duct resonator
Radilon® A RV350HHR
Hot side turbo air duct
Radilon® A BMV150 HHR

27. Utilização em
altas temperaturas
Espessura 3 mm Espessura 3 mm
Como podemos observar na secção transversal na Foto 1, após 1000 horas de
envelhecimento térmico a 210 ° C, o RADILON® A HHR RV350 se mantem praticamente
intacto, exceto ligeira degradação à superfície.
Ao contrário, como se vê na Foto 2, o PA66 GF35 estabilizado ao calor padrão apresenta
uma estrutura profundamente degradada após o processo de envelhecimento térmico
mesmo: cerca de 70% da espessura da amostra é destruído.
Foto 1 Foto 2

28. Utilização em
altas temperaturas
Radilon XTreme HHR: empurrando ainda mais
capacidades tecnicas das poliamidas
• Radici Plastics, aproveitando da integraçao vertical na polimerização com a
unidade da Quimica, desenvolveu uma nova poliamida que tem mais alto
ponto de fusão da PA66 e é estável a temperaturas elevadas.
• Adicionando a base XTreme con a tecnologia HHR, os produtos obtidos podem
atingir até 230°C de uso continuo em ar quente, sem perda excessiva de
propriedades
• Esta tecnologia é desenvolvida principalmente em resposta às mais recentes
exigências de desempenho automotivas para aplicações sob o capô, onde
frequentemente metal ou polimeros de alto custo são empregados.

29. Utilização em
altas temperaturas
XTreme
Property PA66 PA6 XTreme PPS PPA PPA-2 PA46 PA46-2
Melt Temp. 260 220 280 280 308 300 282 295
Water Abs. 8,5 9,0 7,0 0,1 7,0 7,0 13,0 13,0
Tg 70 60 90 90 110 120 70 70
Density 1,14 1,14 1,15 1,35 1,15 1,15 1,18 1,18
Radilon® XTreme (polimero puro) vs outros polimeros
• mesma temperatura de fusão do que PPS e PA46. Menor do que PPA
• mesma absorção de umidade do que PPA, menor do que PA46
• mesma TG do que PPS, mais alta do que PA46, menor do que PPA
• menor densidade do PPS e PA46

30. Xtreme HHR
0
20
40
60
80
100
120
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
TensileStrengthatBreakretention(%)
Time(h)
Heat Ageing in Air at 220 °C
RadilonXTremeRV350HHR
PA*-GF35
PA46-GF40
PPA-GF45
0
20
40
60
80
100
120
0 1000 2000 3000 4000
TensileElongationatBreakretention(%)
Time(h)
Heat Ageing in Air at 220 °C
RadilonXTreme RV350HHR
PA*-GF35
PA46-GF40
PPA-GF45
50%
Retention
Resistência à ruptura Elongação à ruptura
• Tensile Strength at Break retention > 50% after 3000 h at 220 °C (Better
than benchmark)
• Residual deformation at break after 3000 h at 220 °C higher than
benchmark

31. Radilon®Xtreme comparisonwith other polymersfor high temperatureapplications.
(Glassfilled version 30 to 40 %)
* Poor
** Fair
*** Good
**** Excellent
Polymer Ease of
processing
Surface
aspect
Heat ageing
properties retention
at 230 °C
Stiffness Tensile
Strength
Impact
Resistance
PPA * * ** *** *** **
PPS * ** **** *** *** *
PA46 * * *** **** DAM
* Cond
*** DAM
*Cond
***
Rad®XTreme *** **** *** *** *** ***
Xtreme HHR

32. Resistência química

33. Resistência química
• PA a cadeia longa (LCPA, Long Chain PolyAmides): contêm ao menos um
monomero com 10 ou mais carbonos
Pontodefusão[°C]
150
200
250
300
350
Absorção de umidade à saturação [%]
20 4 6 8 10 12 14
PA1010
PA11
PA12
PA612
PA610
PA66
PA6
PA46PPA
LCPA
PA
XT
LCPA têm, com
relação às
poliamidas classicas:
• otima resistência
química
• resistencia a stress
cracking
• baixa absorção de
humidade
• boa estabilidade
dimensional
• flexibilidade
• resistencia à hidrolíse
• baixo ponto de fusão
• alta permeabilidade

34. Resistência química
• Radilon® D: gama de produtos com base PA610,
64% de recursos renovaveis, hexametilendiamina +
acido adípico (oleo de mamona)
• Radilon® DT: gama de produtos com base PA612,
hexametilendiamina + acido dodecandioico
• Ambos os polimeros são produzidos internamente ao
Grupo e polimerizados na Radici Química de Novara
(IT)

35. Resistência química
• Uma nova família de poliamidas 610 semi-cristalinas, obtidas a partir da
policondensação de 1,6-hexametileno-diamina e ácido 1,10-decandióico (ácido
sebácico)
• O ácido sebácico é extraído a partir de óleo de mamona: uma matéria-prima
natural obtido a partir das sementes da planta, que não compete com terras
agrícolas para alimentação humana.
• Materiais da família RADILON® D PA610 de base biológica contêm até 64% em
peso de matéria-prima que vem de recursos renováveis
Sementes da mamona Planta de mamona
Radilon® D

36. Resistência química

37. Resistência química
• Menor densidade, menor absorção de umidade, melhor
estabilidade dimensional e resistência química (inclusive
resistência ao sal da rua e à hidrolise) em relação à PA6 & PA66
• Melhor resistência térmica comparado com PA11&PA12
• Propriedades mecânicas, químicas, térmicas similares à PA612
Radilon® DT
• O material ideal para atender à procura crescente de polímeros
a partir de fontes renováveis, ​​que podem ser usados ​​para
aplicações críticas típicas de poliamidas
Radilon® D PA610: caracteristicas principais

38. Resistência química
Radilon® D PA610, Radilon ® DT PA612: caracteristicas principais
PA6, PA66
Poliamidas “tradicionais”
para engenharia
RADILON® D PA610
RADILON® DT
PA612
PA11, PA12
Outras Poliamidas
com cadeia longa
2.5 ÷ 3.0 % (eq. RH50)
8.0 ÷ 9.4 % (satur.)
1.2 ÷ 1.4% (eq. RH50)
2.8 ÷ 3.1% (satur.)
1.0 ÷ 1.3% (eq. RH50)
2.5 ÷ 2.9% (satur.)
0.7 ÷ 0.8 % (eq. RH50)
1.8 ÷ 1.9 % (satur.)
3100 / 1300 MPa 2200 / 1200 MPa 2000 / 1200 MPa 1400 / 1100 MPa
220 / 170 °C (PA6)
260 / 225 °C (PA66) 218 / 165 °C 215/150 °C
189 / 145 °C (PA11)
178 / 135 °C (PA12)
Absorção de umidade
Modulo a tração (DAM / COND)
Ponto de fusão / HDT

39. Resistência química
Radilon® D PA610: sustentabilidade (Analise de impacto LCA)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
PA6.10 PA6 PA12 PC Epoxy
Resin
PA66 PA11
GWP
Global Warming Potential (Kg CO2 Eqv/Kg Polymer)
PA6.10
PA6
PA12
PC
EpoxyResin
PA66
PA11
PA6.10: GWP much lower than technical polymers
like PC, PA6, PA66: value comparable to PA11 (Data
collected from literature)
Impacts are evaluated and exposed on the basis of the “ILCD 2011 Midpoint V1.01” method
The study is based on literature information and qualified database data.
The burden is considered from cradle to gate.
If not available in database set, the input value of material is calculated coherently to ISO 14040 standards, as represented in SimaPro software.

40. Resistência química
• Tipicas aplicações para PA6.10 e PA6.12:
– Linhas extrudadas para pneumática e transporte de carburante
– Conectores para linhas de carburante
– Aplicações no setor da hidráulica e termo-sanitário
Tubo de respiro gasolina
Radilon® D 40EP25ZW
Conector rapido linha
carburante
Radilon® D ERV300W
Linhas vacuum para freio
trucks e carburante
Radilon® D/DT 40EP25ZW
Filtro para linhas idraulicas
domesticas
Radilon® D RV300RKC 306 BK

41. Design e sustentabilidade

42. Visão da sustentabilidade
para Radici
“A capacidade de satisfazer as
necessidades do presente sem
afetar a possibilidade de satisfazer
as necessidades do futuro."
BRUNTLAND REPORT, 1987

43. Visão da sustentabilidade
para Radici
• Afirmações gerais sobre “produtos verdes” ou com
“apelo ecologico” sem suporte de fatos e dados não têm
significado real
• Isso é o greenwashing - “lavagem com o verde”,
comunicaçao ambiental que cria uma imagem confusa,
ou pior, mistificatoria dos proprios produtos e atividades
• A politica de comunicaçao oficial da Radici è de recusar
o greenwashing, baseando-se em vez nas diretrizes de:
– Eficacia
– Transparência
– Integridade
– Rigor
para garantir uma comunicação ambiental adequada e
a 360°

44. Visão da sustentabilidade
para Radici
• Radici tem implementado a análise do impacto ambiental (LCA)
de seus produtos “cradle to gate" de forma sistemática, ao longo
do processo de desenvolvimento (design para sustentabilidade)
• Desta forma, é possível para os usuários finais e designers
afirmar o impacto ambiental de seus produtos baseando-se em
dados factuais, claros e certificados para o material plástico
usado
• Objetivo é de coligar os requisitos técnicos e ambientais, a fim
de ser capaz de escolher entre diferentes alternativas
adequadas (formulação / processo) aquelas com o impacto
ambiental mais favorável

45. • Life Cycle Analysis (LCA) – “Classificação e avaliação das entradas, saídas e os
impactos ambientais potenciais de um sistema de produto ao longo do seu ciclo
de vida” (ISO 14040)
• Product Category Rule (PCR) – Método, métricas e regras sobre como realizar
uma análise LCA em uma categoria específica de produtos, em coerência com
outros produtos similares, com o qual ele pode ser comparado
• Environmental Product Declaration (EPD) – Documento que afirma, na base do
estudo LCA conduto em acordo com a especificação da PCR, alguns aspetos do
impato ambiental do produto. O EPD pode ser certificado por terceiros.
LCA
Life Cycle
Assessment
PCR
Product Category
Rule
EPD
Environmental
Product Declaration
Visão da sustentabilidade
para Radici

46. • Publicado com cadência anual
• Representa o Radici Group no
complexo de ponto de vista da
sustentabilidade (ambiental,
econômica, de produto, da
responsabilidade social…)
• Redigido de acordo com as regras
do GRI (Global Reporting Initiative)
• Certificado em acordo com essas
normas no nível B+
Visão da sustentabilidade
para Radici

47. carlo.grassini@radicigroup.com
http://www.radicigroup.com/plastics