A demanda por elastômeros de extrema capacidade de carga para rodas e rolos está crescendo em todo o mundo. Os materiais são usados, por exemplo, nas rodas de empilhadeiras, em rolos-guia de prédios e elevadores industriais, e em rolos para máquinas agrícolas e montanhas-russas de alto desempenho. A LANXESS, empresa de especialidades químicas, respondeu a essa tendência desenvolvendo sistemas personalizados de pré-polímero de elastômero termofixo e endurecedores relacionados. Além disso, a empresa de especialidades químicas oferece suporte aos clientes com amplos serviços para otimizar os componentes feitos com esses materiais.
Por exemplo, o pré-polímero Adiprene PP1095H foi desenvolvido para rodas e rolos mecanicamente altamente tensionados e de alto desempenho de funcionamento rápido. "Isso resulta em elastômeros com um nível extremamente alto de propriedades dinâmicas em comparação com os materiais industriais padrão para essas aplicações e são extremamente resistentes à fadiga", explica Ian Laskowitz, gerente de desenvolvimento de aplicações da unidade de negócios Urethane Systems. "Graças a um modelo matemático proprietário, também somos capazes de otimizar o uso das vantagens do material dos elastômeros no que diz respeito às especificações de projeto do cliente e prever com precisão o desempenho das rodas e rolos".
Adiprene PP1095H é um pré-polímero à base de poliéster terminado com diisocianato de p-fenileno (pPDI). Com o endurecedor Vibracure A250, produz elastômeros com dureza 95 Shore A. Estes mantêm suas excelentes propriedades dinâmicas em uma ampla faixa de temperatura. Isso ocorre porque o fator de dissipação tan δ, que descreve a conversão de energia em calor sob uma carga pulsante, é menor do que para materiais padrão industriais comparáveis. "Nossos elastômeros geram menos calor quando sujeitos a deformações frequentes e rápidas. Portanto, eles não sobreaquecem em uso contínuo, permitindo o aumento da capacidade em comparação com outros materiais", diz Laskowitz. Este comportamento de histerese favorável também reduz a resistência ao rolamento, o que, por sua vez, leva à economia de energia quando, por exemplo, operar empilhadeiras. Graças a essas características, velocidades de operação mais altas e maior capacidade de carga podem ser alcançadas com essas rodas e rolos. Os respectivos veículos, sistemas de transporte ou elevadores podem, portanto, ser operados de forma mais rápida e eficiente.
O modelo matemático proprietário da LANXESS para prever o desempenho das rodas e rolos leva em consideração as propriedades do elastômero, a geometria das rodas e rolos e as condições operacionais. Em primeiro lugar, os parâmetros do material, como as propriedades de amortecimento do material (tan δ), são determinados para o sistema de elastômero selecionado em uma análise dinâmico-mecânica. As especificações do cliente são então levadas em consideração - como a geometria da roda, ciclo de trabalho e temperatura de operação. A ferramenta então calcula as cargas e as velocidades de operação nas quais o material falha devido à histerese, bem como prevê suas outras falhas relacionadas a tensões, como fadiga e falhas de adesão. "Nossa ferramenta oferece uma precisão de predição muito alta em muitos setores diferentes. Temos conseguido ajudar inúmeros clientes a otimizar suas rodas e rolos para atender às demandas exigidas da aplicação", resume Laskowitz. "Isso se aplica não apenas ao Adiprene PP1095H, mas também a todos os nossos produtos de uretano fundido que a LANXESS desenvolveu para este segmento de aplicação. Isso inclui muitos sistemas de pré-polímero à base de éster, éter e policaprolactona produzidos com uma variedade de isocianatos".
