Escola de Educao Profissional de FarroupilhaETFAR/UCS

Curso Tcnico em Plstico

Moldagem de Termorrgidos

UCS

Fibras

Nilca Mondadori

Farroupilha, 11 de Maro de 2010.

FIBRAS

As fibras podem ser classificadas como fibras txteis e fibrasde reforo; muitas so utilizadas tanto para a fabricao de artigostxteis quanto na fabricao de compsitos e materiais reforados.

Define-se fibra txtil como: todo material passvel de ser fiado outecido.tecido.

Um material fibroso tambm pode atuar como reforo em ummaterial (chamado de matriz), transferindo a tenso e a cargaaplicada sobre a matriz (frgil) para a fibra (muito mais resistente). Para se obter um compsito eficiente, a elongao da fibra deveser menor e a rigidez da mesma deve ser maior do que aquela damatriz.

FIBRAS

Uma fibra deve apresentar alta relao comprimento/dimetro(L/D = 100/1)

o polmero fundido ou em soluo deve ser passvel de estiramento.

Como propriedades gerais das fibras, temos: Como propriedades gerais das fibras, temos: elevada tenso de ruptura, resistncia abraso, facilidade de estiramento, e orientao das cadeias ao longo do eixo da fibra.

FIBRAS Como o prprio nome diz, as fibras naturais so aquelas preparadas pelanatureza, por seus extraordinrios processos.

FIBRAS As fibras qumicas assim dividem-se em dois grandes grupos: fibrasartificiais e fibras sintticas.

As fibras artificiais so derivadas de regenerao ou recuperao desubstncias naturais, tais como a celulose e a protena. As fibras artificiais se diferem das fibras naturais pela sua uniformidade econtinuidade. Exemplo: viscose e acetato de celulose.

As fibras sintticas so obtidas a partir de diversas substnciasproduzidas inteiramente por sntese qumica.

Entre as fibras sintticas temos as poliamidas, o polister e apoliacrilonitrila, entre outras. Hoje, as fibras qumicas so produzidas quase que exclusivamentecomo subproduto do petrleo.

FIBRAS

FIBRAS DE VIDRO

Fibras de vidro amplamente utilizadas nos compsitos polimricos, tmmuitas caractersticas de interesse tecnolgico:

- alta resistncia trao- alta resistncia qumica- excelentes propriedades isolantes

So materiais inorgnicos (50-60% de slica) e quantidades menores So materiais inorgnicos (50-60% de slica) e quantidades menoresde outros xidos inorgnicos como: xido de clcio, boro, sdio,alumnio, etc.

As fibras de vidro mais utilizadas na indstria de polmeros so as dotipo E e S. A designao E deriva do fato do vidro E (originrio dapalavra electric) ser um bom isolante eltrico, alm disso tem boaresistncia e um razovel mdulo de Young.

FIBRAS

O vidro popular como um material de reforo com fibras por diversasrazes:

facilmente estirado na forma de fibras de alta resistncia a partir doseu estado fundido. um material amplamente disponvel e pode ser fabricadoeconomicamente para formar um polmero reforado com vidro.economicamente para formar um polmero reforado com vidro. Como uma fibra, ele relativamente forte, e quando se encontra nointerior de uma matriz de polmero produz um compsito que possuiresistncia especfica muito alta. Quando associado com diferentes polmeros, possui uma inrciaqumica que torna o compsito til para aplicao em meio a umavariedade de ambientes corrosivos

FIBRAS

Durante a fabricao, as fibras de vidro recebem um tratamentosuperficial para prevenir a abraso entre os filamentos, reduzir o atritoesttico, facilitar a juno dos filamentos para formao do fio, proteger dointemperismo, alm de servir como promotor de adeso interfacial com amatriz polimrica.matriz polimrica.

A camada protetora geralmente chamada de sizing e o composto quefaz a ligao polmero/FV conhecido como agente de acoplamento.

Vrios tipos de agentes de acoplamento so utilizados para melhorar ainterao entre a fibra de vidro e polmeros e os mais conhecidos so ossilanos [R-Si(X3)].

Mecanismo de reao do silano com a fibra de vidro e polmero

FIBRAS

As fibras de reforo so fornecidas sob a forma de fios contnuos(roving), fios picados (soltos ou em mantas) e tecidos (woven roving).

Os rovings so empregados na execuo de reforos unidirecionais pelaorientao das fibras ao longo da linha de ao da carga solicitante, masorientao das fibras ao longo da linha de ao da carga solicitante, mastambm so picados por equipamento especial no momento da fabricaoe, neste ltimo caso, as fibras picadas se distribuem aleatoriamente dandoorigem a uma estrutura isotrpica* (no plano).

No existe diferena aprecivel entre as propriedades mecnicas entreum laminado por roving picado ou manta; as mantas so recomendadasprincipalmente em peas finas, onde um rigoroso controle de espessura sefaz necessrio.

Roving

Mantas

TecidoFios

picados

Fibras de Carbono

O carbono o material de uma fibra de alto desempenho, e o reforo maiscomumente utilizado em compsitos avanados com matriz polimrica (isto, que no contm fibra de vidro). As razes para tal so as seguintes:

As fibras de carbono possuem os maiores mdulos especficos e asmaiores resistncias especficas dentre todos os materiais fibrosos dereforo. Elas retm seus elevados mdulos de trao e grandes resistnciasmesmo a temperaturas elevadas A oxidao a temperaturas elevadas, no entanto, pode ser umproblema. temperatura ambiente, as fibras de carbono no so afetadas pelaumidade ou por uma ampla variedade de solventes, cidos e bases.

Fibras de Carbono

Essas fibras exibem mltiplas caractersticas fsicas e mecnicas,permitindo que os compsitos que incorporam essas fibras possuampermitindo que os compsitos que incorporam essas fibras possuampropriedades especificas. O uso do termo fibra de carbono pode parecer surpreendente, umavez que o carbono um elemento, e a forma estvel do carbonocristalino nas condies ambientes a grafita. As fibras de carbono no so totalmente cristalinas, mas so compostaspor regies grafticas e regies no cristalinas.

Fibra de Carbono.

As tcnicas de fabricao para a produo de fibras de carbono sorelativamente complexas. Contudo, trs materiais precursores orgnicos so utilizados; eles so orayon (raiom), a poliacrilonitrila (PAN) e o piche. A tcnica de processamento varia de acordo com o precursor, da mesmaforma que iro variar as caractersticas da fibra resultante.

Fibra de carbono

fio de cabelo

Fibras de Carbono

Um esquema de classificao para as fibras de carbono feito de acordocom o mdulo de trao; com base nisto, as quatro classes so as demdulo:

padro intermedirio alto

ultra-alto.

Ainda, os dimetros das fibras variam normalmente entre 4 e 10 m; asformas contnua e picada esto disponveis. Alm disso, as fibras de carbono so revestidas normalmente com umacapa protetora de epxi, que tambm melhora a adeso com a matrizde polmero.

Fibras de Aramida

As fibras aramida so materiais de alta resistncia e com alto mdulo queforam introduzidos no incio da dcada de 1970. Eles so desejveis devido s suas excepcionais relaes resistncia-peso, que so superiores quelas apresentadas pelos metais. Existe uma variedade de materiais aramidas; os nomes comerciais paradois dos mais comuns desses materiais so Kevlar e Nomex. As aplicaes tpicas desses compsitos aramidas incluem produtosbalsticos (coletes prova de balas), artigos esportivos, pneus, cordas,carcaas de msseis, vasos de presso, como substituto para o amianto emfreios automotivos e em revestimentos de engrenagens, e em gaxetas.

Fibras de Aramida

As fibras de aramida possuem baixa densidade e elevada resistncia trao. So obtidas de poliamidas aromticas. Todos os tipos de fibras de aramida possuem boa resistncia ao impacto. Grades (tipos) de baixo mdulo so muito utilizados em artigos a prova debalas. As fibras de aramida tambm apresentam rigidez mecnica, resistnciatrmica e resistncia a produtos qumicos.

Fbra de aramida

Tecido anti-chama que apresenta uma excepcional resistnciamecnica e boa capacidade de isolamento trmico.Por ser umtecido com construo tipo tela, apresenta boa resistncia a corte erasgos.

Fibra de aramida

FITA DE ARAMIDA

Fabricada a partir do tecido anti-chama de aramida, trata-se de uma fitapara isolamento trmico. Apresenta altssima resistncia mecnica, altaresistncia ao corte, ao rasgo e abraso.