Fios e linhas de reforço para mangueiras industriais

Os fios sintéticos, como o nylon e o poliéster, são conhecidos pelo seu encolhimento relativamente elevado quando expostos ao calor. Para manter propriedades físicas e mecânicas consistentes após a extrusão, estes fios são normalmente submetidos a um ajuste térmico. Este processo envolve o estiramento do fio sob tensão controlada a temperaturas elevadas, alterando permanentemente a cristalinidade e a estrutura interna da fibra. O processo assegura que o fio mantém a sua estabilidade dimensional e propriedades mecânicas durante o processamento subsequente a alta temperatura.

Ao selecionar as condições precisas de aquecimento - incluindo a temperatura, a tensão e o tempo de exposição - os fabricantes podem ajustar o encolhimento, a resistência e a elasticidade do fio para cumprir requisitos de desempenho específicos. Os fios corretamente aquecidos resistem à deformação durante os processos a jusante, como a vulcanização da borracha, e proporcionam estabilidade a longo prazo em aplicações industriais exigentes.

ASTM D4974: Objetivo e aplicações

A norma ASTM D4974 é amplamente utilizada para fios resistentes ao calor, incluindo nylon, poliéster e fibras de aramida. Estes materiais são normalmente utilizados em cordas de pneus, reforços de correias e outros produtos mecânicos de borracha (MRG) que são submetidos a vulcanização. Durante a vulcanização, a borracha é exposta a altas temperaturas para atingir as suas propriedades físicas e mecânicas finais. Se um fio tiver uma retração térmica elevada, pode apertar componentes como mangueiras ou correias durante este processo, comprometendo potencialmente as dimensões e o desempenho do produto final.

Os fios de baixo encolhimento, cuidadosamente ajustados ao calor de acordo com parâmetros adequados, apresentam alterações dimensionais mínimas quando expostos ao calor. Isto torna-os mais adequados para aplicações industriais que requerem uma elevada estabilidade térmica, um desempenho consistente e uma integração fiável com borracha ou outros materiais sensíveis ao calor.

 

Testador de retração térmica por ar quente: Procedimento de teste

O Testador de retração térmica por ar quente é a principal ferramenta para efetuar o teste ASTM D4974. Este instrumento expõe uma amostra de fio ou cordão a calor seco controlado, mantendo uma tensão precisa. O encolhimento é medido diretamente como uma percentagem, enquanto a amostra permanece sob tensão à temperatura especificada.

O procedimento ASTM D4974 geralmente aquece o fio a 177°C (350°F) durante 2 minutos com uma carga de pré-tensão de 0,05 gramas por denier (gpd). Para fios com encolhimento muito baixo, recomenda-se uma pré-tensão menor de 0,01 gpd para medições mais precisas. Os ajustes à pré-tensão podem influenciar a leitura do encolhimento, sendo que valores de pré-tensão mais elevados reduzem geralmente o encolhimento medido.
Este método de ensaio permite aos fabricantes confirmar que o fio ou a corda mantém a sua estabilidade física em condições de calor elevado, garantindo um desempenho previsível durante a vulcanização e outros processos térmicos.

Variações nos ensaios e considerações

É importante notar que nem todos os fabricantes seguem exatamente a norma ASTM D4974. As diferenças na temperatura de ensaio, duração ou tensão aplicada podem afetar significativamente o encolhimento medido. Por exemplo, um fio testado a 190°C durante 10 minutos sob uma carga específica pode produzir resultados diferentes em comparação com um fio testado nas condições ASTM D4974 de 177°C durante 2 minutos. Apesar destas diferenças, quando ambos os materiais são testados sob as mesmas condições, a sua retração térmica pode ser quase idêntica.
Os materiais com pontos de fusão mais baixos ou resistência ao calor reduzida requerem condições de teste ajustadas para evitar danos nas fibras. Por conseguinte, os parâmetros do teste de retração são frequentemente indicados de forma explícita nas especificações dos materiais, permitindo aos utilizadores finais comparar os resultados com precisão e selecionar o fio mais adequado para a sua aplicação.

Garantir a qualidade e a fiabilidade

A utilização de um verificador de retração térmica com ar quente é essencial para verificar a estabilidade térmica de fios e cordas. Ao efetuar o teste ASTM D4974, os fabricantes podem garantir que os materiais manterão as suas dimensões e propriedades mecânicas durante processos de alta temperatura, como a vulcanização de produtos de borracha.
Compreender a configuração do ensaio, o procedimento e a interpretação dos resultados é crucial para medições exactas. Os profissionais da indústria podem ajudar a implementar os ensaios ASTM D4974, ajudando os fabricantes e os utilizadores finais a obter materiais consistentes e de alta qualidade com um desempenho fiável em aplicações industriais exigentes.