Por Que a Seleção da Resina Importa: Aumentando Resistência e Desempenho do Compósito

Por Que a Seleção da Resina Importa: Aumentando Resistência e Desempenho do Compósito

Os componentes-chave de um material compósito são fibras e uma resina. As fibras, tipicamente feitas de fibra de vidro ou carbono, fornecem resistência e rigidez, mas se usadas sozinhas, não podem ser feitas em uma forma ou formato onde estas propriedades são aplicáveis. Impregnar as fibras com resina seguido de cura, no entanto, nos permite engenhar sua resistência, rigidez e leveza para uma variedade de aplicações, enquanto adiciona ainda mais benefícios ao compósito.

Quanto à seleção da resina, há muitas opções disponíveis, bem como a opção de incorporar aditivos de resina, para atender requisitos de aplicação. Portanto, é muito importante estar ciente das diferenças entre resinas, e como sua seleção pode afetar as propriedades de um compósito.

Complementando propriedades existentes

Todos os compósitos compartilham propriedades benéficas comuns: resistência, rigidez, leveza e resistência a ambientes severos. Cada uma destas características pode ser tornada mais dominante usando uma resina que as complemente. Para selecionar a resina mais apropriada, primeiro é necessário determinar qual deve ser sua característica dominante.

Uma maneira custo-efetiva de fazer uma solução compósito de economia de peso é usar uma resina de poliéster insaturado, que possui propriedades mecânicas, elétricas e químicas relativamente boas. Pode ser adaptada para uma gama de aplicações rotineiras como transporte, perfis estruturais e de construção.

No entanto, se uma aplicação requer um grau maior de rigidez ou resistência, então uma resina epóxi é preferível. A ligação entre uma resina epóxi e a fibra é forte, o que significa que cargas de cisalhamento mais altas podem ser transferidas entre fibras, dando ao compósito melhores valores de resistência. Combinado com o maior volume de fibras que a resina epóxi permite, um compósito com excelente resistência e alta rigidez pode ser feito, que pode ser modificado ainda mais para atender aplicações de alta temperatura se requerido.

Alternativamente, se um compósito requer resistência a ambientes severos além de rigidez, resinas éster vinílico podem ser uma escolha melhor. A estrutura molecular do éster vinílico facilita resistência química, então se um compósito é destinado a um ambiente marinho ou aplicação industrial onde ácidos ou álcalis estão presentes, usar um éster vinílico melhorará o desempenho do compósito.

Ao produzir perfis compósitos que precisam ser montados usando parafusos, o compósito precisa ser robusto para prevenir trincas e quebras. Isso pode ser alcançado através de design estrutural, mas selecionar uma resina adequada permite uma estrutura simplificada e custos reduzidos, tornando o compósito adequado para uma gama mais ampla de aplicações. Poliuretano, por exemplo, é extremamente tenaz em comparação ao poliéster insaturado, tornando-o ideal para tais aplicações.

Adicionando novas propriedades

Selecionar uma resina que complementará as características mais valiosas de um compósito melhorará o desempenho e vida útil do seu compósito. No entanto, melhorar propriedades existentes não é a única vantagem ganha ao dedicar tempo para escolher uma resina adequada.

Resinas também podem adicionar propriedades inteiramente novas a uma solução compósito. Aditivos de resina podem ser incorporados na resina para alcançar uma gama de benefícios, desde uma simples melhoria no acabamento superficial ou adição de cor, até aprimoramentos mais complexos, como resistência UV ou propriedades antimicrobianas e antivirais.

Por exemplo, como resinas naturalmente se decompõem quando deixadas na luz solar, adicionar absorvedores ultravioleta para resistir à radiação UV permite que compósitos atinjam melhor desempenho em ambientes intensivos em luz que normalmente causariam fragilização e desintegração do material.

Similarmente, aditivos antimicrobianos podem ser misturados em uma resina para prevenir contaminação por bactérias ou fungos. Isso é útil para qualquer solução compósito manuseada por humanos, como maquinário, transporte público e dispositivos médicos.

Influência aditiva

É importante notar que, em alguns casos, a inclusão de aditivos de resina pode alterar as propriedades de um compósito. Em alguns casos, por exemplo, aditivos retardantes de chama são necessários em quantidades tão altas para funcionar eficientemente que você deve reduzir o número de fibras no compósito, reduzindo sua resistência e rigidez.

A escolha da resina é uma parte vital da criação de uma solução compósito e não deve ser negligenciada. Estabelecer a função mais importante de um compósito e projetar a resina para melhorar a capacidade do compóstico de realizar esta função nos permite criar uma solução compósito na qual as fibras e resina trabalham harmoniosamente.

Sobre o Autor

Sami Pirinen

Sami Pirinen (PhD em química de materiais) tem sido químico e contato de suporte técnico na Exel Composites desde 2017. Ele tem trabalhado como parte da equipe de P&D da Exel para desenvolver soluções de resina para atender demandas de clientes para produtos compósitos. Ele também está pesquisando novos materiais de resina para expandir ainda mais as possibilidades dos compósitos para alcançar novas aplicações.