Os compósitos poliméricos reforçados com fibra são frequentemente usados como componentes estruturais expostos a aquecimentos extremamente altos ou baixos. Esses aplicativos incluem:
- Componentes de motores automotivos
- Produtos aeroespaciais e militares
- Componentes eletrônicos e de placas de circuito
- Equipamento de petróleo e gás
O desempenho térmico de um compósito de PRFV será um resultado direto da matriz de resina e do processo de cura. Isoftálico, éster vinílicoe resinas epóxi geralmente têm muito boas propriedades de desempenho térmico. Enquanto as resinas ortoftálicas geralmente exibem propriedades de baixo desempenho térmico.
Além disso, a mesma resina pode ter propriedades muito diferentes, dependendo do processo de cura, temperatura e tempo de cura. Por exemplo, muitas resinas epóxi requerem uma "pós-cura" para ajudar a alcançar as mais altas características de desempenho térmico.
Uma pós-cura é o método de adicionar temperatura por um período de tempo a um composto após a matriz de resina já ter curado a reação química termoendurecível. Uma pós-cura pode ajudar a alinhar e organizar as moléculas de polímero, aumentando ainda mais as propriedades estruturais e térmicas.
Tg - A temperatura de transição do vidro
Os compósitos de FRP podem ser usados em aplicações estruturais que exigem temperaturas elevadas; no entanto, em temperaturas mais altas, o compósito pode perder propriedades do módulo. Ou seja, o polímero pode "amolecer" e se tornar menos rígido. A perda de módulo é gradual a temperaturas mais baixas, no entanto, cada matriz de resina polimérica terá uma temperatura que, quando atingida, o compósito passará de um estado vítreo para um emborrachado Estado. Essa transição é chamada de "temperatura de transição vítrea" ou Tg. (Geralmente chamado na conversa como "T sub g").
Ao projetar um compósito para uma aplicação estrutural, é importante garantir que a Tg do compósito de FRP seja mais alta do que a temperatura à qual pode estar exposta. Mesmo em aplicações não estruturais, a Tg é importante, pois o composto pode mudar esteticamente se a Tg for excedida.
A Tg é mais comumente medida usando dois métodos diferentes:
DSC - Calorimetria de varredura diferencial
Esta é uma análise química que detecta a absorção de energia. Um polímero requer uma certa quantidade de energia para os estados de transição, assim como a água requer uma certa temperatura para fazer a transição para o vapor.
DMA - Análise Mecânica Dinâmica
Este método mede fisicamente a rigidez à medida que o calor é aplicado, quando ocorre uma rápida diminuição nas propriedades do módulo, a Tg foi atingida.
Embora os dois métodos de teste da Tg de um compósito polimérico sejam precisos, é importante usar o mesmo método ao comparar um compósito ou polímero matriz para outro. Isso reduz variáveis e fornece uma comparação mais precisa.