Termofixos Reprocessáveis e Epóxis Termoplásticos: Fronteira Crescente em Materiais Compósitos

Termofixo ou termoplástico? Essa é uma pergunta frequentemente feita quando a CompositesWorld pesquisa as histórias que publica. Uma aplicação compósita específica está aproveitando as altas propriedades mecânicas inerentes a muitas resinas termofixas, ou fazendo uso da soldabilidade, conformabilidade ou reciclabilidade obtidas de termoplásticos? Graças a um punhado de empresas inovadoras, a resposta para muitas aplicações pode se tornar mais frequentemente "ambos", à medida que termofixos reprocessáveis combinando as propriedades de termofixos e termoplásticos se provam no mercado. O que segue são os principais concorrentes atuais neste campo.

Termoplásticos com comportamento de termofixos

A resina termoplástica líquida Elium da Arkema (Colombes, França e King of Prussia, Pensilvânia, EUA) foi introduzida em 2014. Reportada como a primeira no mercado, a Elium é uma resina termoplástica — termoconformável, soldável, reciclável — que, como uma resina termofixa, exibe altas propriedades mecânicas e é compatível com processos de fabricação de resinas termofixas convencionais.

A empresa lançou três variedades de Elium, especificamente para infusão, moldagem por transferência de resina (RTM) e moldagem por compressão úmida. A Elium também é dita adequada para pultrusão. Aplicações de exemplo incluem pás de turbinas eólicas, reforço de concreto e perfis de janelas, e a Arkema disse que o material mostra potencial nos mercados automotivo, aeroespacial e de artigos esportivos também.

A Cecence (Salisbury, Reino Unido) desenvolveu uma família de produtos epóxi termoplásticos, chamada Série K, disponível como pré-impregnado, semi-pré-impregnado K_Plate, K_Rod enrolável e composto de moldagem K_Chip. O material é descrito como uma resina termoplástica com componentes epóxi ligados à sua extremidade.

Crédito da foto: Cecence

Ao contrário de termoplásticos tradicionais, as resinas da Série K têm viscosidade relativamente baixa, mais como termofixos, permitindo distribuição uniforme de resina em uma variedade de fibras e compatibilidade com dimensionamento de fibra para epóxi. Os produtos da Série K também são facilmente pintados e colados adesivamente, como um termofixo. Como termoplásticos típicos, no entanto, os produtos da Série K permitem reformar peças acabadas, e são ditos serem tenazes e absorventes de energia.

Aplicações incluem um sistema de equipamento de linha aérea (OHLE) para trilhos, além de demonstradores e outros projetos em automotivo, construção. A empresa disse que áreas-chave de desenvolvimento adicional incluem desenvolvimentos para redução de ruído e reciclabilidade.

Termofixos com comportamento de termoplásticos

Crédito da foto: Mallinda

Em desenvolvimento desde 2014, as resinas vitrimer da Mallinda (Denver, Colorado, EUA) são a industrialização de um tipo de termofixos reprocessáveis nomeados pela primeira vez em 2011. Através do trabalho da empresa desenvolvendo redes de ligação dupla carbono-nitrogênio imina altamente estáveis mas reconfiguráveis dentro da química da resina, os vitrimers podem ser remodelados e reprocessados quando aquecidos como um termoplástico, e podem ser curados e reticulados como um termofixo. Devido à química reversível inerente aos vitrimers, os materiais curados também podem ser despolimerizados e separados da fibra sob condições brandas.

Com outras iterações em desenvolvimento, as duas primeiras variações de vitrimer da Mallinda são Vitrimax T60 para artigos esportivos e Vitrimax T130 para servir como substituição direta para epóxis estruturais padrão em estruturas automotivas, eólicas e industriais.

A L&L Products (Romeo, Michigan, EUA) formulou um filme adesivo epóxi reformável chamado T-Link Film, dito exibir tanto os benefícios de adesão de um epóxi com a reciclabilidade, reparabilidade e conformabilidade de um termoplástico de engenharia. O T-Link Film é dito ser de alto desempenho comparado a filmes adesivos termoplásticos tradicionais, e também serve como solução para substituir epóxis líquidos bagunçados e demorados. O produto, uma recente reformulação da marca do filme adesivo epóxi termoplástico L-F610 da L&L, está disponível como filme, resina ou fio revestido.

Finalmente, o objetivo principal do consórcio europeu Airpoxy de 11 membros, liderado pelo CIDETEC (San Sebastián, Espanha), é reduzir os custos de produção e manutenção de peças compósitas no mercado aeroespacial através do desenvolvimento de compósitos baseados em epóxi termoconformáveis, reparáveis, coláveis (veja "Resinas epóxi reprocessáveis, reparáveis e recicláveis para compósitos").

Chamado Airpoxy, a nova família de produtos é desenvolvida a partir do que o consórcio chamou de "epóxi inteligente", resinas termofixas que exibem ligações químicas dinâmicas reversíveis que mantêm as capacidades de impregnação de fibra e estabilidade de termofixos enquanto adicionam a reprocessabilidade, reparabilidade e reciclabilidade de termoplásticos. Atualmente, demonstradores de painéis de aeronaves usando Airpoxy servem para provar a tecnologia.