Nas últimas décadas, os materiais compósitos têm permeado todos os setores da indústria de transformação. Em um mercado totalmente dominado por materiais termofixos, os compósitos termoplásticos estão progressivamente deixando sua marca.
E se tratando das inovações que virão, especialmente no campo da reciclagem, é possível que os compósitos termoplásticos conquistem um espaço mais duradouro neste mercado.
Continue a leitura para obter mais informações sobre essa transformação na indústria de termoplásticos.
O que são materiais compósitos?
O compósito é um material constituído por uma estrutura denominada reforço, responsável por fornecer a resistência mecânica (por exemplo, fibra de carbono ou fibra de vidro) e uma matriz que pode ser metálica, mineral (cerâmica) ou orgânica (polimérica – termoplástico ou termofixo).
Atualmente, os compósitos com matriz polimérica reforçados com fibras de vidro ou fibra de carbono representam os maiores volumes atualmente consumidos pela indústria.
A utilização de materiais compósitos está crescendo em diversos segmentos de mercado. Embora tradicionalmente empregados no setor de esportes aquáticos, agora é possível encontrá-los nos setores automotivo, aeronáutico, energia renovável (turbinas eólicas) e até em equipamentos esportivos.
O grande diferencial na utilização de compósitos reside em suas propriedades leves, porém resistentes, que originam-se da montagem de dois materiais não miscíveis, ou seja, que não se misturam, e que quando usados isoladamente não possuem as mesmas propriedades.
Quais as vantagens do compósito de matriz polimérica?
A principal vantagem do compósito de matriz polimérica é a possibilidade de ser projetado “sob medida”, especialmente a capacidade de melhorar as propriedades da resina utilizada através de aditivos, alteração do tipo de fibra de reforço (carbono ou vidro) e o direcionamento das fibras dentro do compósito.
Isso possibilita a formulação de uma ampla gama de compósitos conforme a necessidade do projeto, além de poderem ser transformados em diversos processos como moldagem por injeção, conformação, compressão entre outros, abrindo possibilidade de produzir peças complexas em diversos tamanhos, considerando tensões mecânicas que as peças serão submetidas.
Outra vantagem é o valor agregado a esses materiais, que são leves e de alto desempenho. Essa característica traz benefícios especialmente ao setor de transporte, uma vez que o uso de materiais leves significam uma redução do consumo de energia e uma redução nas emissões de CO2.
No segmento automotivo, os compósitos são usados desde a década de 1980 na fabricação de alguns componentes da carroceria. A renomada marca de carros esportivos do Reino Unido, McLaren, chegou a abrir um Centro de Tecnologia de Compósitos em 2018 com o objetivo de desenvolver compósitos para tornar seus futuros modelos de carros esportivos os mais leves em suas categorias.
Compósitos e suas diversas aplicações
Os materiais compósitos podem ser encontrados em diversos produtos no mercado, como equipamentos elétricos, componentes de bicicletas e até mesmo tacos de golfe.
Outra aplicação bem conhecida é a prótese de perna, a qual pode ser fabricada com fibras de carbono impregnadas com resina epóxi, o que garante um retorno de energia muito eficaz para pessoas que a utilizam, principalmente atletas paralímpicos .
Além de tudo, a possibilidade de fabricar um compósito com características de biocompatibilidade abre outras diversas oportunidades para seu uso.
Outras aplicações para os materiais compósitos são:
- Cabos de reforço para construção civil
- Pás de turbinas eólicas
- Componentes para carros elétricos
Compósitos termoplásticos
Nos últimos anos, muitas indústrias têm investido em pesquisas e desenvolvimento de novos materiais compósitos com matrizes termoplásticas. Uma dessas indústrias que aderiram ao uso de matrizes termoplásticas é a Arkema, utilizando resinas como poliamida (PA) e poliétercetona (PEKK). Houve uma adaptação no setor, abrangendo desde os métodos de desenvolvimento até as técnicas de produção, já que o termofixo era comumente utilizado.
No entanto, os especialistas asseguram que houve muitos ganhos para o segmento de materiais, visto que os compósitos termoplásticos prometem entregar vantagens e tecnologia ao mercado, o que está trazendo um crescimento rápido na produção deste material se comparado aos materiais compósitos de matrizes termofixas.
“O metal, independentemente da direção do estresse, sempre responde da mesma forma ao estresse físico. Para compósitos termoplásticos, tudo depende da direção das fibras. Peças personalizadas podem, portanto, ser feitas para se adequar à aplicação final e, acima de tudo, podem ser termoformadas, o que não era possível com fitas epóxi no passado. Isso abre uma vasta gama de aplicações.”- PHILIPPE BUSSI – GERENTE DE DESENVOLVIMENTO PEKK NA ARKEMA
1. Benefícios dos compósitos termoplásticos
Esse crescimento se deve ao sucesso que os compósitos termoplásticos trazem em termos de desempenho mecânico, comparados aos compósitos de matriz termofixa. É possível criar compósitos termoplásticos com um desempenho superior em termos de resistência ao impacto, além de permitir ciclos de fabricação mais rápidos
A reciclabilidade também é uma vantagem deste material quando comparada ao compósito termofixos. Em certos setores, como o segmento automobilístico, não poder reciclar o material é um grande obstáculo para a aprovação de seu uso.
2. Qual a diferença entre compósito e composto?
No segmento de materiais no geral (metais, cerâmicas e polímeros) o termo técnico usual é compósito. Sendo um termo super difundido, especialmente quando o assunto é materiais de alto desempenho e com alta tecnologia, contudo o termo composto é muito popular no segmento de transformação de plásticos, devido a isso há dúvidas em torno desses dois termos. Abaixo iremos abordar o contexto da aplicação de ambos os termos.
Compósitos são materiais projetados a partir de dois ou mais materiais constituintes com propriedades físicas ou químicas significativamente diferentes e que permanecem separados e distintos em nível macroscópico dentro da estrutura acabada. Os processos utilizados não são convencionais, como exemplo podemos citar hand lay-up, spray-up, tecnologia de pré-impregnados, autoclave, pultrusão, RTM (resin transfer moulding) entre outros.
Já o termo composto é utilizado para uma substância que consiste em dois ou mais elementos diferentes, químicamente ligados entre si em uma proporção fixa de massa e é uma substância que pode ser dividida em substâncias mais simples. Os processos utilizados são os mais convencionais e conhecidos, como injeção e extrusão. Um dos materiais mais difundidos e usados na indústria é o PP (polipropileno) com fibra de vidro (popularmente conhecido como PP composto ou composto de PP).
Ambos os termos citados acima são sinônimos, porém cada um deles são usados em contextos distintos quando o assunto é materiais.
3. Tecnologias em desenvolvimento
Novas tecnologias estão sendo desenvolvidas para os compósitos termoplásticos a fim de oferecer outras vantagens a esse material e cada vez mais suprir as necessidades da indústria. A Arkema, umas das indústrias que investem no desenvolvimento de novos materiais, está presente no mercado brasileiro e oferece materiais de alto desempenho e tecnologia.
A Compostos do Brasil é o distribuidor oficial da Arkema no Brasil e está consolidando cada vez mais essa parceria a fim de oferecer especialidades ao mercado.
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A Compostos do Brasil trabalha com linhas importantes e diferenciadas, que prezam pela tecnologia, qualidade, sustentabilidade e durabilidade elevada. Possui uma variedade de materiais em seu portfólio, com foco em especialidades, como elastômeros termoplásticos de alto desempenho, polímeros de engenharia, compostos de PP, entre outros. Entre em contato conosco para conhecer nossos produtos!
Autor: Caroline Tirolla