SumikaExcel 5003P: Aumenta Tenacidade à Fratura de Compósitos Epóxi e Reduz Micro-trincas

Um aditivo micro-pó de polietersulfona (PES) chamado SumikaExcel 5003P, diz aumentar tenacidade à fratura e resistência a micro-trincas para compósitos epóxi reforçados com fibra sobre ampla faixa de temperatura sem impactar negativamente estabilidade dimensional, chama/fumaça/toxicidade (FST), resistência a fluência, módulo, impacto, ou resistência ao escoamento. O aditivo funcional é amplamente usado pela indústria aeroespacial para pré-impregnado e carbono reforçado com epóxi moldado por transferência de resina, está ganhando espaço em compósitos epóxi para automotivo, e poderia ser usado para artigos esportivos de alto desempenho também. O material é produzido pela Sumitomo Chemical Co. Ltd. (Tóquio, Japão) e é vendido na América do Norte pela Sumitomo Chemical Advanced Technologies, LLC (Phoenix, AZ, EUA), que exibirá na Composites & Advanced Materials Expo (CAMX) de 16 a 18 de outubro em Dallas, TX, EUA.

PES é um termoplástico de engenharia amorfo, âmbar-transparente, conhecido por suas capacidades de alta temperatura, alta resistência e resistência a impacto, boa resistência a fluência em temperaturas e cargas elevadas, boa estabilidade dimensional, baixo coeficiente de expansão térmica linear (CLTE) sobre ampla faixa de temperatura, retardância a chama inerente, baixa fumaça, outgassing mínimo, boa e ampla resistência química, e resistência a água quente (até 180°C). É oferecido pelletizado para moldagem por injeção, extrusão e processos de filme e em forma de pó para filmes fundidos, membranas de filtração, e como aditivo epóxi para compósitos, tintas e revestimentos de alta temperatura e adesivos. Graus PES são usados nas indústrias aeroespacial, automotiva, elétrica/eletrônica, dispositivos médicos e manuseio de alimentos.

Em seu papel como aditivo funcional para compósitos epóxi, graus específicos com grupos terminais hidroxila (-OH) são usados. Os grupos terminais reagem com grupos glicidil na matriz epóxi para formar uma rede polimérica interpenetrante reticulada (IPN). Mesmo que o aditivo seja tipicamente usado em baixas razões de adição de 2-12% em peso, ele adiciona maior flexibilidade à IPN, que por sua vez aumenta a tenacidade do compósito epóxi. SumikaExcel 5003P tem temperatura de transição vítrea (Tg) de 230°C, que é mais alta que a típica de resinas epóxi aeroespaciais (variando de 120-200°C), e como também tem boa rigidez e resistência, melhora resistência a impacto e trincas sem comprometer outras propriedades termo-mecânicas. Especialmente importante para aplicações aeroespaciais, faz tudo isso sem afetar FST ou a capacidade de moldar e manter tolerâncias muito apertadas. Embora seja mais comumente usado com compósitos epóxi reforçados com fibra de carbono de alto desempenho, é igualmente eficaz em compósitos epóxi reforçados com vidro ou basalto também.

A Sumitomo Chemical é única na indústria de plásticos como única fabricante mundial de PES que mantém instalações dedicadas de polimerização PES (em Chiba e Ehime, Japão) e também uma instalação dedicada de moagem de pó micro-nível (em Phoenix, AZ, EUA). Isso elimina a possibilidade de contaminação cruzada com outros polímeros – requisito crítico e rigorosamente aplicado na indústria aeroespacial – e também simplifica a cadeia de suprimentos para processadores e OEMs. Pós tão finos quanto 30 µm e tão grandes quanto 500 µm são produzidos na instalação de Phoenix usando moinhos classificadores rotativos, que são mais eficientes e precisos que unidades de moagem convencionais. Adicionalmente, equipamento de caracterização por difração a laser é usado para medir tamanho de partícula tanto em matéria-prima de entrada quanto em pó acabado de saída, e dispositivo de plasma acoplado indutivamente verifica cada lote para metais antes e depois das operações de moagem para garantir que o produto atenda requisitos de especificação.