Materiais ultraleves de base poliuretano para calçado de conforto
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A utilização de materiais de baixa densidade (ultraleves) permite reduzir o peso dos produtos finais e, consequentemente, o consumo de energia e de matérias-primas, sendo alvo de uma elevada procura nos últimos anos. Os principais utilizadores industriais deste tipo de materiais são o setor automóvel e o aerospacial. No caso da indústria do calçado, a procura por calçado leve e confortável representa uma oportunidade de mercado, motivando o desenvolvimento de materiais adequados para este fim. Neste contexto, existe um grande interesse na redução da densidade dos poliuretanos (PUs) microcelulares usados no setor, tendo em consideração que as estratégias adotadas devem garantir a manutenção e/ou melhoria das propriedades de desempenho finais. No presente trabalho é descrito o desenvolvimento de PUs de baixa densidade partindo de uma formulação e sistema químico típico para produção de PUs microcelulares para calçado (utilização em solas). Para o efeito testaram-se três aditivos (micropartículas ocas e/ou expansíveis disponíveis comercialmente): MIC-A (micropartículas termoplásticas expansíveis, tamanho médio 10-16 µm), MIC-B (micropartículas ocas de vidro, tamanho médio 20 µm) e MIC-C (micropartículas ocas de vidro, tamanho médio 18 µm). Produziram-se amostras em crescimento livre, usando a formulação base (controlo) e a formulação base modificada por incorporação de 1, 2 e 3% (m/m) dos aditivos individuais. Os PUs obtidos foram caracterizados por microscopia ótica (MO) de forma a avaliar o efeito dos aditivos na distribuição do tamanho das células formadas. A determinação da densidade foi efetuada com base na norma ISO 2420:2002 e as propriedades de absorção de impacto foram avaliadas utilizando o método descrito na norma ASTM F 1614-06 (método da punção de base plana). A análise por MO permitiu verificar que as amostras contendo o aditivo MIC-A apresentaram, comparativamente ao PU base, células com tamanho inferior e uma distribuição de tamanhos mais homogénea, sendo este efeito incrementado com o aumento do teor de aditivo. As amostras produzidas com MIC-B e MIC-C apresentaram células de tamanho inferior ao observado no PUbase, sendo as distribuições de tamanho mais heterógenas que no caso do aditivo MIC-A. No que respeita à densidade, a introdução do aditivo MIC-A refletiu-se na sua diminuição à medida que o teor do aditivo aumentou (0.18, 0.15 e 0.14 g/cm3, respetivamente para 1, 2 e 3%) representando, relativamente à densidade do PU base (0.22 g/cm3), uma redução de 18, 32 e 36%, respetivamente. As amostras contendo o aditivo MIC-B apresentaram valores de densidade semelhantes aos da amostra PU-base (0.20, 0.22 e 0.21 g/cm3, respetivamente para 1, 2 e 3% de MIC-B). No caso do aditivo MIC-C, a densidade das amostras foi superior à do PU-base (0.28, 0.27 e 0.23 g/cm3, respetivamente para os teores 1, 2 e 3%). Quanto à absorção de impacto, para as amostras PUbase e as aditivadas com MIC-A ocorreu uma redução de cerca de 60% no valor da desaceleração máxima, enquanto que para as amostras contendo MIC-B e MIC-C a redução situou-se, respetivamente, na gama 40-45% e de 22-14%. De forma geral, os estudos efetuados permitiram concluir que de entre os aditivos testados, o MICA permite uma redução significativa da densidade do PU, mantendo as propriedades de absorção de impacto característica do PU-base selecionado.
POCI-01-0145-FEDER-006984 (LA LSRE-LCM), financiado pelo FEDER, através do POCI-COMPETE2020 e FCT.
Projeto n.º 017570 - Extra LightSafeShoe – Desenvolvimento de soluções poliméricas para calçado técnico,
cofinanciado pelo COMPETE2020 através do PT2020 e FEDER.
