Materiais compósitos são aqueles formados pela adição de dois ou mais materiais, cujas propriedades físicas e químicas são diferentes, buscando-se como resultado um material onde as propriedades físicas e mecânicas, são superiores as dos seus materiais constituintes. Como exemplos, podemos citar o concreto armado, e os chamados “plásticos de engenharia”. Sendo, porém, o termo mais aplicado aos materiais formados pelo emprego de fibras de vidro, aglutinadas em uma matriz polimérica composta por diferentes tipos de resina, como as isoftálicas, ester-vinílicas, etc.

Características especiais dos compósitos

Formados por diferentes materiais, os compósitos podem ser formulados “sob encomenda” para diferentes aplicações, por exemplo:

• Leves, translúcidos, opacos, monolíticos (sem emendas) e pré-pigmentados, podem ser aditivados para baixa propagação de fogo e baixa emissão de fumaça, absorção de raios ultravioletas etc.
• Flexibilidade de design, graças a excepcionais características de moldabilidade – inclusive sob baixa pressão.
• Resistência a ambientes quimicamente agressivos.
• Elevada estabilidade dimensional em baixas e altas temperaturas.
• Elevadas propriedades mecânicas: (Rigidez x densidade) – Elevada rigidez com densidade de até 1/5 da densidade do aço. (Resistência mecânica x densidade) – Resistência a tração maior que a resistência dos aços estruturais em relação à densidade).
• Elevada resistência à fadiga (limite de vida útil) – Compósitos possuem resistência superior a das ligas metálicas, a exemplo do aço e alumínio, embora estas apresentem ótimas propriedades, chegam apenas a 50% de sua resistência estática. Os compósitos, por seu lado, podem alcançar 90% de resistência à fadiga comparada com a sua resistência estática.

Processos de industrialização dos compósitos

Existem diversos processos para fabricação dos compósitos. Através da análise do formato, dimensões, resistência necessária e quantidade do produto, a Isocompósitos define qual processo deve ser utilizado. Entre os mais usados estão:

Pultrusão

Perfil pultrudado é um material em PRFV (Plástico reforçado em fibra de vidro), produzido através do processo de fabricação contínua conhecido como Pultrusão, que utiliza resinas termofixas, utilizando cargas, aditivos específicos e reforços flexíveis de fibra de vidro.

O processo consiste em puxar estas fibras (o inverso da extrusão) impregnadas com resina através de um molde de aço pré-aquecido usando um dispositivo de tracionamento contínuo.

Quando este material, impregnado na resina, passa através da matriz aquecida, ocorre o processo de polimerização (endurecimento), tomando assim a forma definitiva. Cada perfil tem sua matriz específica.

Os reforços comumente usados na pultrusão são à base de fibra de vidro e se dividem em “roving” e manta. Roving são como cabos com centenas de finíssimos filamentos de vidro paralelos, sendo responsáveis pela resistência à tração do perfil pultrudado (resistência longitudinal). Já a manta apresenta-se, como o próprio nome diz, numa distribuição destes filamentos aleatoriamente em várias direções, de forma entrelaçada. Esta característica de distribuição aleatória dos filamentos faz com que o perfil pultrudado adquira propriedades de resistência transversal, resistência esta que, de um modo geral, é menor do que a resistência longitudinal. Algumas aplicações como perfis tipo barras sólidas utilizam somente roving, o que faz com que apresentem elevada resistência à tração e pouca ou quase nenhuma resistência transversal. Exceto casos específicos como barras sólidas maciças, geralmente os perfis pultrudados são fabricados com uma composição de fios roving e mantas.

Laminação contínua

O processo de laminação contínua é um método mecanizado para a produção de chapas planas ou onduladas com diferentes espessuras, possibilitando a produção de peças de grandes dimensões, tanto na largura, quanto no comprimento. O processo consiste em depositar um composto resinoso (resina catalisada e outros aditivos) sobre um filme plástico, juntamente com reforços de fibra de vidro. Na sequência, o conjunto em movimento é confinado por um segundo filme plástico, gerando um “sanduiche” que, passando por um conjunto de rolos, garante a impregnação das fibras, definindo também a espessura da chapa. Esse conjunto é transportado através de uma câmara de aquecimento, que produz a cura do material. Em caso de produção de chapas onduladas, conformadores (moldes) são adicionados à câmara aquecida, definindo a geometria da seção. Ao final do processo, os filmes plásticos podem ser removidos, ou não, das peças prontas, dependendo do tipo de filme utilizado.

Resinas

O tipo de resina utilizado é que determina as propriedades de resistência à corrosão, retardamento de chama, temperatura máxima de operação e contribui significativamente para certas características de resistência mecânica das peças, como resistência a impacto e fadiga. Diversas resinas termofixas são processáveis por pultrusão, apresentando cada uma características próprias de resistência química. Consultar a Isocompositos para auxiliá-lo a identificar a melhor resina para aplicação pretendida, abaixo as mais utilizadas:

Isoftálicas: Para ambientes de agressividade moderada, apresenta boa resistência mecânica a ataques químicos e excelentes propriedades de isolamento térmico e elétrico. É a resina mais usual quando nenhuma propriedade específica é necessária.

Éster-vinílica: Para ambientes de elevada agressividade química, geralmente usada quando a isoftálica não atende aos requisitos de resistência química para o local de instalação;

Nota: As formulações desenvolvidas para ambientes marítimos que exijam propriedades antichama, usam na sua composição aditivos específicos para torná-los autoextinguível.