Polietileno: quantos nomes um produto pode ter?

Plásticos – é tudo a mesma coisa, certo? Em meu último artigo, vimos que essa afirmação não é necessariamente verdadeira, e muitos polímeros de alto desempenho se enquadram na denominação “plásticos”. Este artigo se concentrará em um dos polímeros mais comuns, o polietileno, e revelará o mistério por trás de seu esquema de nomenclatura confuso e complicado.

O polietileno foi criado na década de 1930 pela Imperial Chemical Industries, mas a composição desse material era altamente ramificada, criando o LDPE (polietileno de baixa densidade). Além disso, o material era produzido sob condições de alta pressão, em torno de 20.000 a 30.000 psi. Logo após a criação do LDPE, foi descoberto um processo que poderia criar uma molécula mais linear sob pressões de apenas cerca de 100 psi. Passaram-se quase 20 anos até que Paul Hogan e Robert L. Banks, da Phillips Petroleum Company, descobrissem o catalisador de cromo para produzir o HDPE (polietileno de alta densidade), responsável por dar início ao setor de polietileno. Atualmente, há muitos tipos diferentes de polietileno no mercado, portanto, é necessário dar a esse material uma designação que ajude as pessoas a diferenciar o polietileno que compõe os tubos químicos de alto desempenho do polietileno que você não gostaria de usar em situações pressurizadas. A designação do polietileno (PE) é complicada e não é consistente em todo o mundo, e há várias convenções de nomenclatura diferentes, dependendo do grau de especificidade que você deseja obter sobre o material. Portanto, ao considerar o PE, o que há em um nome? Por uma questão de brevidade, o PE mencionado no restante deste artigo será o HDPE usado no setor de tubulação química.

Vamos começar com o nome mais comumente reconhecido no mercado internacional, PE100. Essa designação expressa a resistência a longo prazo do material PE que compõe os tubos e é uma designação ISO. No caso do PE100, a matéria-prima do tubo tem uma resistência mínima exigida (MRS) de 10 MPa a 20 °C por 50 anos, de acordo com a ISO12162. Portanto, o PE80 teria uma MRS de 80MPa a 20°C por 50 anos, o PE63 teria 63MPa e assim por diante. Portanto, a designação de PE100 é bastante vaga, pois esse é o requisito mínimo para o material que produz os tubos. Durante o restante do artigo, estaremos nos referindo ao grupo de materiais PE100 à medida que tentarmos desvendar a ASTM D3350 e sua tentativa de diferenciar as propriedades por trás dos tubos reais.

O ISO é o sistema de padrões usado pela maior parte do mundo, enquanto os Estados Unidos dependem da ASTM. Devido aos rápidos avanços nos processos de fabricação de PE no exterior e no país, a ASTM desenvolveu uma convenção de nomenclatura para comparar mais facilmente diferentes graus de PE. Abaixo você encontra a tabela mais recente da ASTM D3350. Vejamos como isso se aplica a nomes como PE4710 e PE445486C.

O PE445486C está destacado em amarelo acima, e o PE4710 está destacado em azul. Chamo a atenção para esses dois nomes especificamente porque PE4710 são tubos fabricados com material PE100 no mercado interno, enquanto PE445486C são tubos fabricados com material PE100 na UE. Primeiro, vamos abordar a diferença nos números das designações. PE4710 é um nome abreviado para a designação típica do material PE445574C, e o “10” vem da multiplicação do HDB (posição 7) por um fator de serviço de 0,63 (por exemplo, 1600psi x 0,63= 1008, o “08” é eliminado para obter o número 10). Tudo isso parece simples até que você considere o PE europeu PE445486C.

Há duas áreas críticas em que devemos observar uma comparação direta entre o PE4710 e o PP445486C. A primeira área a ser observada é a linha 5 do gráfico. O PE445486C se enquadra na categoria de valor especificado, enquanto o PE4710 se registra em 500 horas no teste PENT. O PE445486C usado para fabricar tubos Chem Proline® da Asahi/América da Asahi/America é registrado com mais de 16.000 horas no mesmo teste PENT! As grandes diferenças entre os dois materiais, apenas nessa posição, fizeram com que a ASTM estudasse outras atualizações para acompanhar melhor os avanços tecnológicos do PE.

A segunda área de observação é a posição 6 no gráfico ASTM D3350. O Teste I. HDB é baseado na ASTM D2837, enquanto o Teste II. Mpa é baseado na ISO 12162. Os testes são dois testes muito diferentes! Nenhum fator de conversão pode ser aplicado para comparar os materiais diretamente, e não há nenhuma reconciliação entre os dois testes no horizonte. Portanto, ficamos com uma convenção de nomenclatura que todos usam globalmente, mas que só oferece uma comparação justa para o PE doméstico. Além disso, como o resto do mundo usa o sistema ISO, só conseguiremos fazer uma comparação honesta entre o PE nacional e o estrangeiro em breve se algo for feito para corrigir as diferenças entre os dois métodos de teste. Felizmente, vários comitês estão analisando esse mesmo problema, portanto, há uma chance de que haja alguma consistência em breve. A Asahi/America está comprometida com o avanço dos termoplásticos e tem vários especialistas no assunto que se voluntariam em comitês como Plastic Pipe Institute (PPI), ASME, ASTMe outros. Se você estiver interessado em dedicar seu tempo para ajudar a promover os termoplásticos em um desses comitês, entre em contato com você para saber mais.

Omundo do polietileno vem mudando rapidamente desde sua criação, por isso tem sido difícil acompanhar a padronização de todas as mudanças no material. Além disso, agora que as melhorias no material estão sendo feitas globalmente, é necessário poder comparar diretamente todos os materiais no mercado. A ASTM fez uma boa tentativa de categorizar as diferenças, mas ainda há espaço para melhorias no sistema. Com a grande diferença entre o Chem Proline® (PE445486C) e o PE4710 no teste PENT de resistência ao crescimento lento de rachaduras (Posição 5) já justificando outra rodada de edição, talvez a próxima iteração da ASTM D3350 possa finalmente reconciliar as diferenças entre os padrões dos EUA e os do resto do mundo.

AVISO DO EDITOR: Observe que as informações contidas neste artigo são apenas para fins educacionais e não substituem nenhuma informação técnica ou especificação de produto da Asahi/America.
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