No âmbito do projeto de investigação “High-Pressure Autoclave Test (HPAT) for Technical Textiles”, os Institutos Alemães de Investigação de Têxteis e de Fibras de Denkendorf (DITF) criaram um método que recorre a uma pressão elevada de oxigénio para acelerar a oxidação dos polímeros e reduzir a duração dos ensaios, mesmo a temperaturas moderadas. Esta abordagem permite avaliar a durabilidade dos materiais em condições relevantes para a sua utilização, evitando temperaturas elevadas que podem alterar os mecanismos de degradação.
Os testes de geotêxteis produzidos com polipropileno e polietileno estão entre as aplicações, uma vez que, consoante a utilização, podem exigir uma vida útil de até 100 anos. «Os ensaios convencionais de envelhecimento termo-oxidativo em estufa podem prolongar-se por mais de um ano», dificultando o desenvolvimento e a otimização dos materiais, apontam os investigadores.
A equipa de investigação do DITF estabeleceu as bases científicas e de engenharia de processo necessárias para aplicar o ensaio HPAT aos têxteis técnicos. O trabalho incluiu o desenvolvimento de métodos analíticos para caracterizar a degradação dos polímeros e a análise da relação entre a composição dos materiais, a estrutura das fibras e dos têxteis e o comportamento durante o envelhecimento.
Para avaliar a influência dos estabilizadores, foram produzidos fios de polipropileno com diâmetro constante, a partir de sete formulações com diferentes sistemas de estabilização. Os materiais foram submetidos a ensaios a 80° Celsius, durante um máximo de seis semanas, numa autoclave de alta pressão, em água e com uma pressão de oxigénio de 50 bar. Em paralelo, foram realizados ensaios em estufa com ar seco, durante um máximo de 480 dias.
Os resultados dos ensaios em autoclave demonstram que a resistência à tração dos fios diminuiu para 80% do valor inicial num período de 10 a 30 dias e para 50% num período de 14 a 46 dias, consoante a formulação do estabilizador.
Nos testes, embora não tenha sido possível estabelecer um fator de aceleração universal, os investigadores verificaram que a degradação dos fios podia ocorrer entre 32 e 35 vezes mais depressa na autoclave do que nos testes convencionais em estufa, quando a resistência à tração descia abaixo de 80% do valor inicial.
O estudo identificou, contudo, a «necessidade de realizar medições adicionais a temperaturas e pressões de oxigénio mais baixas no autoclave». Segundo os investigadores, estes ensaios vão permitir alargar os dados experimentais e desenvolver um modelo capaz de «prever a vida útil em função da pressão de oxigénio, da temperatura e do tempo até à falha, incluindo condições fora do intervalo já estudado».
O DITF indica que o comité consultivo do projeto, que reuniu representantes de diferentes setores industriais, considerou os resultados pioneiros e identificou potencial para a sua aplicação industrial. Está também previsto um projeto de continuidade para desenvolver os resultados desta investigação e transferi-los para aplicações industriais.
