Fibra de carbono de reboque dividido aumenta o desempenho do SMC

Um novo produto de fibra de carbono projetado e dimensionado para melhorar o desempenho do composto de moldagem de folha (SMC) foi comercializado pela Zoltek Corp., uma empresa do Grupo Toray (Bridgeton, Mo., EUA). A fibra patenteada pré-espalhada, denominada PX35 KS, é pontuada conforme a banda de reboque é produzida, convertendo um produto de reboque de 50 K em subfaixas de 3 K, que, por sua vez, são enrolados e fornecidos como um reboque de várias extremidades. Uma vez que a estopa pré-marcada é alimentada em uma unidade picadora e o comprimento da fibra da estopa é cortado, ela se desfaz nos sub-feixes 3K à medida que é composta na massa SMC. Alegadamente, isso melhora o manuseio, a dispersão e o umedecimento da fibra e fornece um leito de fibra mais uniforme que melhora o fluxo do composto durante a moldagem por compressão.

“O benefício da dispersão melhorada é que ela permite que os fabricantes usem uma fibra de carbono de custo mais baixo enquanto alcançam as propriedades mais altas normalmente vistas por um reboque menor”, ​​observa Christopher Thomas, diretor de negócios automotivos da Zoltek para as Américas. “Você basicamente paga o custo de 50K [reboque com qualidade automotiva], mas obtém o desempenho de 3K [reboque com qualidade aeroespacial]”, acrescenta Tobias Potyra, diretor de negócios automotivos da Zoltek na Europa.

A Zoltek, que é conhecida por sua fibra de carbono de baixo custo e grande estopa, desenvolveu o novo produto no Japão para enfrentar o desafio de dispersar grandes feixes de fibras, especialmente em sistemas de polímero tixotrópico como SMC. “O conceito era que separar o reboque grande em tamanhos menores de reboque proporcionaria uma melhor dispersão no cortador”, continua Thomas. Ele acrescenta que a amostragem para selecionar clientes na Europa e América do Norte aumentou no último ano e meio para dois anos, onde está sendo avaliada para peças estruturais e de aparência. “Os clientes que testaram o produto viram seus benefícios em primeira mão”, acrescenta ele. Não surpreendentemente, o mercado primário para o qual o produto split-tow foi desenvolvido é o automotivo, embora supostamente qualquer misturador ou moldador SMC pudesse se beneficiar da abordagem adotada com o PX35 KS.

Em termos de materiais de resina SMC, o novo produto split-tow foi testado em três sistemas de resina única:matrizes de éster vinílico, epóxi e uretano. Matrizes insaturadas de poliéster não foram investigadas, uma vez que a presença de reforço de fibra de carbono já indicava que as formulações seriam utilizadas em ambientes de maior temperatura e / ou em aplicações cujos casos de carga exigissem maior desempenho mecânico. As formulações de éster de vinil foram descritas como sistemas solvatados (em oposição a hot melt), embora variassem de convencionalmente estirenado a estireno reduzido / composto orgânico volátil (VOC), a sistemas sem estireno / VOC. Alegadamente, as mesmas melhorias de dispersão foram vistas em cada um dos sistemas de resina.

O produto ainda não foi avaliado em nenhuma outra química termofixa ou termoplástica, nem foi testado em outros sistemas de formação além da moldagem por compressão. “Embora a fibra tenha sido desenvolvida para SMC e esteja disponível com um dimensionamento para resinas SMC, vemos um potencial para aplicar a tecnologia a outras tecnologias de processamento e tipos de resina - possivelmente até termoplásticos”, explica Potyra. “No entanto, ainda não o testamos nesses sistemas porque primeiro queríamos implementar esse tipo de fibra em SMC com sucesso, antes de expandir seu uso para outras tecnologias.”

Nenhuma mudança significativa no picador é considerada necessária com o novo produto, embora algumas outras modificações do processo possam otimizar a dispersão. “O design das linhas SMC pode variar, portanto, a assistência técnica da Zoltek está disponível para ajudar no manuseio, dispersão, dimensionamento e afins das fibras”, acrescenta Thomas.

O PX35 KS é baseado na popular fibra PX35 50K da Zoltek. “O PX35 KS está atendendo e atendendo às necessidades industriais em termos de disponibilidade e preço, mas, é claro, também oferecemos nosso produto padrão de 50K para algumas aplicações a um preço ligeiramente inferior”, observa Potyra. “No final, vamos deixar o mercado decidir.”

Os funcionários da Zoltek não disseram se haveria outras variantes do produto com tamanhos de reboque mais finos ou mais grossos, embora acrescentassem que novas avaliações continuariam. Extraoficialmente, o "KS" no nome do produto é supostamente uma abreviatura para "kassen", a palavra japonesa para "dividir".