Fraunhofer LBF investiga aditivos para recuperar propriedades dos plásticos reciclados

O Instituto Fraunhofer para a Durabilidade Estrutural e a Fiabilidade dos Sistemas (LBF) apresenta na Fakuma 2026, que se realiza de 12 a 16 de outubro, em Friedrichshafen, diversas soluções destinadas ao desenvolvimento de produtos plásticos mais sustentáveis, estáveis durante o processamento e duradouros. O instituto vai estar presente no stand conjunto da TecPart – Verband Technischer Kunststoff-Produkte e. V., no pavilhão A5, stand A5-5106.

Sob o lema ‘From Molecule to Component’, o Fraunhofer LBF vai apresentar as suas competências ao longo de toda a cadeia de desenvolvimento de produtos técnicos de plástico. O objetivo é identificar precocemente os riscos associados aos materiais e ao processamento, reduzir os tempos de desenvolvimento e garantir a fiabilidade dos componentes.

Entre as áreas de trabalho encontram-se a otimização de formulações, a utilização e estabilização de materiais reciclados, a reciclagem em circuito fechado e o desenvolvimento e avaliação de componentes plásticos duradouros.

Um dos pontos-chave da apresentação vai ser o desenvolvimento e a otimização de formulações. A utilização de materiais reciclados introduz, em particular, variações entre lotes que podem afetar o processamento e as propriedades do produto final.

O Fraunhofer LBF utiliza microextrusoras e mini-extrusoras para analisar rapidamente numerosas formulações, mesmo à escala de gramas. Desta forma, é possível identificar combinações adequadas de materiais e aditivos antes da realização de ensaios em equipamentos à escala industrial.

O instituto utiliza também reometria em linha, que permite medir em paralelo a viscosidade de cisalhamento e a viscosidade extensional. Estes dados permitem avaliar de forma mais precisa a interação entre os aditivos, o estado do material e as condições de processamento.

A combinação destas ferramentas com sistemas baseados em inteligência artificial abre caminho ao desenvolvimento de formulações adaptadas a cada lote, permitindo responder de forma mais direcionada às variações próprias dos materiais reciclados.

Entre as soluções desenvolvidas pelo Fraunhofer LBF encontram-se a pós-estabilização de materiais reciclados, formulações com antioxidantes, auxiliares de processamento sem PFAS, extensores de cadeia para compensar a perda de massa molecular, aditivos de degradação e a adaptação direcionada das condições de processamento e das propriedades dos componentes.

Outro dos temas que o instituto vai abordar será a reciclagem em circuito fechado de plásticos ignifugados, utilizados, entre outras aplicações, em equipamentos elétricos e eletrónicos, veículos, cabos e produtos para a construção.

A incorporação de material reciclado e a sucessão de ciclos de processamento podem afetar o efeito retardador de chama, as propriedades mecânicas e a processabilidade. O Fraunhofer LBF investiga, entre outras soluções, a utilização de aditivos de reparação que podem compensar a perda de massa molecular e a consequente deterioração das propriedades do material.

Estes trabalhos integram o projeto ‘HFFR-Up2Cycle – Closed-Loop Solutions for Flame-Retardant Plastics’, desenvolvido em colaboração com a Pinfa, que visa estabelecer estratégias de reciclagem em circuito fechado para aplicações elétricas, eletrónicas, automóveis e de cabos.

O trabalho do instituto abrange também a avaliação do comportamento dos materiais depois de integrados no componente. Para tal, dispõe de uma base de dados sobre a resistência à fadiga de termoplásticos, que permite analisar, entre outros fatores, a influência do material, do processo de fabrico, da geometria, da temperatura e das cargas no comportamento à fadiga.

Esta informação permite validar os projetos nas primeiras fases de desenvolvimento e investigar especificamente situações de carga críticas. A combinação de conhecimentos sobre materiais, simulação, ensaios experimentais e avaliação da resistência em serviço permite reduzir os riscos durante o desenvolvimento e otimizar o dimensionamento dos componentes.

O conceito de ‘Design for Recycling’ também faz parte desta abordagem, através do desenvolvimento de componentes concebidos desde o início para facilitar uma reciclagem de elevada qualidade.

Entre os elementos apresentados no stand encontra-se o Circulus, uma caixa de bateria que ilustra a integração de diferentes requisitos de desenvolvimento, desde a seleção de materiais e o projeto até ao processamento, à segurança, à resistência mecânica, à durabilidade e à reciclabilidade.

Este exemplo permite abordar questões relacionadas com o desenvolvimento dos materiais, a seleção de aditivos, a otimização dos parâmetros de processamento e a avaliação das propriedades do componente sob condições de carga térmicas e mecânicas próximas das condições reais de utilização.