Tintas e Vernizes Online
Reologia e seus Segredos
Definição
É o ramo da física que estuda a viscosidade, plasticidade, elasticidade e o escoamento da matéria, ou seja, um estudo das mudanças na forma e no fluxo de um material, englobando todas estas variantes. Podemos então concluir que é a ciência responsável pelos estudos do fluxo e deformações decorrentes deste fluxo, envolvendo a fricção do fluido.
Esta fricção ocorre internamente no material, onde uma camada de fluido possui uma certa resistência ao se deslocar sobre outra. Tudo isto envolve uma complexidade de fatores. O tamanho e geometria de cadeia é um exemplo possível. Enquanto temos os solventes que possuem uma viscosidade desprezível, temos também as resinas, com uma viscosidade elevada, graças ao tamanho de sua cadeia polimerizada. Ambos são compostos orgânicos, mas seus comportamentos são totalmente diferentes.
Viscosidade Aparente: É aquela medida em um único ponto e através de cisalhamento constante. É expressa por unidades de Poise ou centiPoise (mPa/s). Utilizada na leitura de viscosidade de fluidos pseudo-plásticos. Viscosímetros: Brookfield, Haake.
Viscosidade Cinemática: é aquela medida por um sistema de geometria que utiliza-se da gravidade para sua obtenção de medida. Medida por copos, tem como método a contagem, através de um cronômetro, do tempo gasto para o fluido escorrer pelo orifício inferior destes copos.
Viscosidade Absoluta: é aquela que é medida por um sistema de geometria que não sofre influência da gravidade para a obtenção desta medida.
Viscosidades na Tecnologia de Tintas
Este campo é de grande importância na tecnologia das tintas, afinal, trabalha com uma das principais características do material, ou seja, sua fluidez.
A viscosidade é a responsável por diversas características em uma tinta. Uma alta viscosidade pode ser utilizada para a obtenção de certos tipos de efeitos texturizados. Em compensação, para uma aplicação usual, deve possuir uma baixa viscosidade, afim de viabilizar a pintura através de equipamentos apropriados. O aspecto final da tinta também conta, pois a viscosidade ideal faz com que a tinta tenha um bom alastramento, que não deve ser nem excessivo nem deficiente.
Na moagem da pré-mistura também é necessário o ajuste ideal da viscosidade. Uma viscosidade muito alta pode dificultar muito a dispersão dos pigmentos e sua conseqüente moagem. Uma baixa viscosidade pode fazer com que o material passe muito rapidamente pelo moinho, dificultando o processo. A viscosidade ideal para a moagem de concentrados em moinho de bolas ou de areia encontra-se na faixa de 90-110 KU, medido em um viscosímetro do tipo Krebs-Stormer, podendo variar para mais ou para menos dependendo do processo utilizado.
Para pintura por imersão a reologia ideal auxilia em um melhor alastramento, com uma menor variação de camadas entre os pontos mais altos e os mais baixos de um painel.
No armazenamento, uma viscosidade de fornecimento mais alta auxilia na prevenção de sedimentação e perda de solvente por evaporação, garantindo assim uma maior estabilidade ao material. Esta prática também é útil quando da necessidade de se adaptar ao clima em regiões onde o clima varie muito. O cliente pode então, na hora da aplicação, utilizar um thinner apropriado para a ocasião (os conhecidos thinner de inverno e de verão, onde estes são formulados com solventes leves ou pesados, dependendo da necessidade). Desta forma, um mesmo material pode ser vendido para o nordeste e para o sul do Brasil, sem maiores problemas de adaptação.
A grande jogada é possuir a menor faixa de viscosidade de fornecimento possível, principalmente em tintas formuladas com água. Como os solventes geralmente são um dos componentes mais baratos, o lucro será maior quando houver o máximo de solvente no material fornecido. As limitações desta prática nas tintas base solvente reside-se no teor de não-voláteis, pois uma quantidade grande de solvente pode fazer com que o material saia da especificação, ficando com um nível de não-voláteis abaixo do permitido.
Já nas formulações base água o problema se encontra na quantidade de água utilizada para reduzir a viscosidade, que geralmente é muito baixa. Mas há a vantagem de a água ter um custo muito reduzido. Assim, a empresa poderia, dependendo da quantidade produzida, vender uma considerável quantidade de água com o preço de tinta de primeira qualidade, somente com o balanceamento otimizado de sua formulação!
Em vista de tudo isto, é possível notar a grande importância deste campo para o desenvolvimento de uma tinta.
Tipos de Viscosidade
Em tintas, temos três tipos de viscosidades importantes: viscosidade newtoniana, não-newtoniana ou pseudo-plástica e tixotropia. Existem também outros tipos de comportamento reológico, como é o caso dos fluidos dilatantes, plásticos de Bingham e reopécticos, mas que não serão estudados nesta oportunidade.
Fluidos Newtonianos
É a reologia mais comum, por ser característica das tintas base solvente. Possui a característica de variação de viscosidade relacionada com a variação de temperatura. Uma maior temperatura faz com que a viscosidade diminuia, e vice-versa. É medida através de viscosímetros gravitacionais do tipo copo. Como exemplos de viscosímetros do tipo copo temos o Ford, Dyn, Zahn e Iso.
Para reduzir a viscosidade de uma tinta base solvente utiliza-se um solvente apropriado.
Pseudo-Plásticos
É o tipo de viscosidade encontrado nas emulsões e tintas base água. A viscosidade varia de acordo com a taxa de cisalhamento. Uma maior taxa de cisalhamento mostra uma diminuição da viscosidade, e vice-versa. A temperatura aqui não possui o mesmo efeito que no caso anterior, possuindo um efeito muito reduzido. Pode ser medida através de viscosímetros do tipo Brookfield, onde uma haste com um disco é imersa no fluido. A resistência que o fluido, após estabilização, mostra ao movimento é a viscosidade do material. A especificação do material varia de acordo com a rotação utilizada. Se utilizar uma rotação baixa, uma faixa maior de viscosidade é necessária, e vice-versa.
A água possui um grande poder de corte de viscosidade, sendo necessárias pequenas quantidades para se derrubar a viscosidade.
Tixotropia
Encontrada nos diversos sistemas, é um comportamento que tem como principal característica a redução da viscosidade após um determinado tempo em cisalhamento constante. É muito comum em tintas à óleo e tintas base solvente que se utilizam de altas concentrações de pigmentos negro de fumo ou de certos tipos de carga. Pode ser combatida com a utilização de solventes com características polares, como é o caso dos álcoois.
