Tipos de Fibras e Resinas

A função das Fibras

As fibras num sistema compósito são o componente mais importante no suporte das cargas sendo assim responsáveis pelas propriedades estruturais de resistência à tracção e à deformação por alongamento. Quase todas as fibras utilizadas actualmente são sólidas e têm um secção circular, geralmente quanto menor o diâmetro maior é a resistência da fibra.

  

Estas fibras antes da sua conjugação com as resinas têm a aparência de simples tecidos. Da sua associação com os sistemas de resinas resultam compostos extremamente leves e com elevadas características mecânicas superiores às de outros materiais tais como o metal ou a madeira. Assim as características mecânicas de um compósito de fibra e resina são dominadas pela contribuição das fibras no conjunto.

Os quatro principais factores que influenciam o contributo das fibras num compósito são:
• As propriedades básicas das fibras em si
• A superfície de interacção entre a fibra e a resina
• A quantidade de fibra no compósito
• A orientação das fibras no compósito

 

Propriedades básicas das Fibras mais comuns e de outros materiais usados em engenharia
Material (Std)
Tensile Strength (GPa)
Tensile Modulus (g/cc)
Typical density Modulus
 Elongation to break (%)
Fibra de Carbono
 3500
400
1,8
 1,5
 Aramida/Kevlar
 3100
120
1,5
 2,5
Fibra de Vidro
 2400
 85
 2,5
 4,8
 Alumínio
 400
1069
 2,7
nd
 Aço
 450
 200
 7,8
nd
 Aço inox
 800
 196
 7,8
nd
Nota: Propriedades dos materiais comuns; todos os dados devem ser usados apenas como exemplo, não são especificações..

 

Comparação simplificada das principais Fibras
 
Carbono
Aramida / Kevlar
Vidro
Tensile strength
A
A
C
Tensile modulus
A
B
C
Compressive strength
A
C
B
Compressive modulus
A
B
C
Impact strength
C
A
B
Interlaminar shear
A
B
A
Density
B
A
C
Tension fatigue
A
B
C
A = Melhor     B = Médio   C=Pior

 

A função das Resinas

A principal função das resinas nos compósitos avançados, muitas vezes referidas como polímeros é a ligação das fibras entre si, criando a transferência de cargas entre as mesmas e protegendo simultaneamente as fibras da auto-abrasão e dos factores exteriores. Podem ser classificadas em dois tipos, as termoplásticas e as termoendurecíveis de acordo com o efeito que o calor provoca sobre as suas propriedades.

 

Outras propriedades das resinas:

• Protege as fibras do ambiente exterior, da corrosão por químicos e da oxidação.
• Mantém as fibras na orientação certa de modo a suportar as cargas especificadas.
• Distribui as cargas ao longo do laminado.
• Cria resistência para evitar a propagação de fissuras.


Nos compósitos as resinas mais comuns são o poliester, o vinilester e a epoxy, sendo a epoxy a resina de excelência mais utilizada nos compósitos avançados. Estas resinas termoendurecíveis não poderão ser fundidas ou "remoldadas" após a sua cura, quer por temperatura, quer por pressão. 

Comparação simplificada de resinas
 
Poliester
Vinilester
Epoxy
Propriedades mecânicas
C
B
A
Resistência à delaminação
C
B
A
Preço
A
B
C
A = Melhor     B = Médio   C=Pior
Color I Color II Color III Color IV Color V Color VI