Termoplástico vs. Resinas termoendurecíveis (compósitos)

O uso de termoplástico polímero As resinas são extremamente difundidas e a maioria de nós entra em contato com elas de uma forma ou de outra praticamente todos os dias. Exemplos de resinas termoplásticas comuns e produtos fabricados com elas incluem:

• ANIMAL (garrafas de água e refrigerante)
• Polipropileno (embalagens)
• Policarbonato (lentes de vidro de segurança)
• PBT (Brinquedos infantis)
• Vinil (caixilharia)
• Polietileno (sacolas de compras)
• PVC (tubo de canalização)
• PEI (braços de avião)
• Nylon (calçados, roupas)

Os termoplásticos na forma de compósitos geralmente não são reforçados, ou seja, a resina é formada em formas que dependem unicamente das fibras curtas e descontínuas das quais são compostas para manter suas estrutura. Por outro lado, muitos produtos formados com a tecnologia termoendurecível são aprimorados com outros elementos estruturais - mais comumente fibra de vidro e fibra de carbono- para reforço.

Os avanços na tecnologia termoendurecível e termoplástica estão em andamento e há definitivamente um lugar para ambos. Embora cada um tenha seu próprio conjunto de prós e contras, o que finalmente determina qual material é o mais adequado para qualquer aplicativo específico se resume a número de fatores que podem incluir um ou todos os seguintes itens: resistência, durabilidade, flexibilidade, facilidade / despesa de fabricação e reciclabilidade.

Os compósitos termoplásticos oferecem duas vantagens principais para algumas aplicações de fabricação: A primeira é que muitos compósitos termoplásticos têm uma resistência ao impacto aumentada a termofixos comparáveis. (Em alguns casos, a diferença pode ser 10 vezes maior que a resistência ao impacto.)

A outra grande vantagem dos compósitos termoplásticos é sua capacidade de se tornar maleável. As resinas termoplásticas brutas são sólidas à temperatura ambiente, mas quando calor e pressão impregnam uma fibra de reforço, um mudança física ocorre (no entanto, não é uma reação química que resulta em uma mudança permanente e irreversível). É isso que permite que os compósitos termoplásticos sejam reformados e remodelados.

Por exemplo, você pode aquecer uma haste composta termoplástica pultrudida e remodelá-la para ter uma curvatura. Uma vez resfriada, a curva permaneceria, o que não é possível com resinas termofixas. Essa propriedade mostra uma tremenda promessa para o futuro da reciclagem de produtos compostos termoplásticos quando o uso original terminar.

Embora possa ser maleável através da aplicação de calor, porque o estado natural da resina termoplástica é sólido, é difícil impregná-la com fibra de reforço. A resina deve ser aquecida para o ponto de fusão e a pressão deve ser aplicada para integrar as fibras e, em seguida, o compósito precisa ser resfriado, enquanto ainda está sob pressão.

Ferramentas, técnicas e equipamentos especiais devem ser usados, muitos dos quais são caros. O processo é muito mais complexo e caro do que a fabricação tradicional de termofixos.

Em uma resina termoendurecível, as moléculas de resina não curada bruta são cruzadas através de uma reação química catalítica. Através dessa reação química, geralmente exotérmica, as moléculas de resina criam ligações extremamente fortes entre si, e a resina muda de estado de líquido para sólido.

Em termos gerais, o polímero reforçado com fibra (FRP) refere-se ao uso de fibras de reforço com comprimento de 1/4 de polegada ou mais. Esses componentes aumentam as propriedades mecânicas, no entanto, embora sejam tecnicamente considerados compósitos reforçados com fibra, sua força não é quase comparável à dos reforçados com fibra contínua compósitos.

Os compósitos FRP tradicionais usam uma resina termoendurecível como matriz que mantém a fibra estrutural firmemente no lugar. A resina termoendurecível comum inclui:

• Resina de poliéster
• Resina de éster de vinil
• Epóxi
• Fenólico
• Uretano
• A resina termoendurecível mais usada hoje em dia é uma resina de poliéster, seguido por éster vinílico e epóxi. As resinas termoendurecíveis são populares porque não são curadas e temperatura do quarto, eles estão no estado líquido, o que permite uma impregnação conveniente de fibras de reforço, como fibra de vidro, fibra de carbono ou Kevlar.

A resina líquida à temperatura ambiente é bastante simples de trabalhar, embora exija ventilação adequada para aplicações de produção ao ar livre. Na laminação (fabricação de moldes fechados), a resina líquida pode ser modelada rapidamente usando uma bomba de vácuo ou pressão positiva, permitindo a produção em massa. Além da facilidade de fabricação, as resinas termoendurecíveis oferecem muito dinheiro, muitas vezes produzindo produtos superiores a um baixo custo de matéria-prima.

As qualidades benéficas das resinas termoendurecíveis incluem:

• Excelente resistência a solventes e corrosivos
• Resistência ao calor e alta temperatura
• Alta resistência à fadiga
• Elasticidade sob medida
• Excelente adesão
• Excelentes qualidades de acabamento para polimento e pintura

Uma resina termoendurecível, uma vez catalisada, não pode ser revertida ou remodelada, ou seja, uma vez formado um compósito termoendurecível, sua forma não pode ser alterada. Por esse motivo, a reciclagem de compósitos termoendurecidos é extremamente difícil. A própria resina termoendurecível não é reciclável; no entanto, algumas empresas mais recentes removeram com sucesso resinas de compósitos através de um processo anaeróbico conhecido como pirólise e são pelo menos capazes de recuperar o reforço fibra.