Princípio de Processamento

No processamento reativo, o reforço é impregnado com precursores poliméricos de baixo peso molecular, seguindo-se a polimerização da matriz termoplástica in-situ para

obtenção do polímero pretendido com elevado peso molecular

polimerização seja desencadeada é necessária a presença de um sistema ativador, constituído por um ativador e um catalisador ou, simplesmente, por um catalisador adicionado ao precursor polimérico (monómero ou oligómero) numa fase anterior à de impregnação. A cinética da polimerização é influenciada pela

ativador e catalisador, nomeadamente

ao seu baixo peso molecular, os precursores possuem viscosidades extremamente baixas, permitindo

uma maior qualidade nos compósitos

retidos nos compósitos. Por outro lado, a baixa viscosidade permite utilizar temperaturas de processamento muito mais baixas

mantendo conservadas as propriedades atrativas características dos materiais termoplásticos. A Figura 2.1 fornece informação referente à viscosidade no estado fundido e à temperatura de processamento de alguns percursores termoplásticos, de resinas

polímeros termoplásticos. É

precursores termoplásticos é substancialmente inferior à dos polímeros termoplásticos e da mesma ordem de grandeza, uma ou du

polímeros em causa, à das resinas termoendurecíveis.

Figura 2.1: Viscosidade no estado fundido e temperatura de processamento de

As técnicas de moldação líquida, específicas dos compósitos de matriz termoendurecível, tais como a moldação por RTM, a moldação por transferência de resina assistida a vácuo (

obtenção do polímero pretendido com elevado peso molecular. Para que a reação de polimerização seja desencadeada é necessária a presença de um sistema ativador, constituído e um catalisador ou, simplesmente, por um catalisador adicionado ao (monómero ou oligómero) numa fase anterior à de impregnação. A

é influenciada pela temperatura, o tipo e a

ador, nomeadamente, a velocidade da reação e o grau de conversão.

ao seu baixo peso molecular, os precursores possuem viscosidades no estado fundido extremamente baixas, permitindo uma impregnação mais rápida e adequada do reforço

nos compósitos produzidos, devido à menor quantidade de vazios nos compósitos. Por outro lado, a baixa viscosidade permite utilizar

de processamento muito mais baixas, com um menor consumo

s as propriedades atrativas características dos materiais termoplásticos. fornece informação referente à viscosidade no estado fundido e à temperatura de processamento de alguns percursores termoplásticos, de resinas termoendurecíveis e de É possível confirmar que a viscosidade no estado fundido dos precursores termoplásticos é substancialmente inferior à dos polímeros termoplásticos e da mesma ordem de grandeza, uma ou duas ordens de grandeza inferior,

à das resinas termoendurecíveis.

Viscosidade no estado fundido e temperatura de processamento de diferentes materiais poliméricos [32].

As técnicas de moldação líquida, específicas dos compósitos de matriz termoendurecível, tais moldação por transferência de resina assistida a vácuo (

Para que a reação de polimerização seja desencadeada é necessária a presença de um sistema ativador, constituído e um catalisador ou, simplesmente, por um catalisador adicionado ao (monómero ou oligómero) numa fase anterior à de impregnação. A a concentração de a velocidade da reação e o grau de conversão. Devido no estado fundido adequada do reforço e zidos, devido à menor quantidade de vazios nos compósitos. Por outro lado, a baixa viscosidade permite utilizar pressões e consumo de energia, s as propriedades atrativas características dos materiais termoplásticos. fornece informação referente à viscosidade no estado fundido e à temperatura termoendurecíveis e de possível confirmar que a viscosidade no estado fundido dos precursores termoplásticos é substancialmente inferior à dos polímeros termoplásticos e da inferior, dependendo dos

diferentes materiais

As técnicas de moldação líquida, específicas dos compósitos de matriz termoendurecível, tais moldação por transferência de resina assistida a vácuo (VARTM:

Compósitos de matriz termoplástica de baixa viscosidade reforçados com fibras naturais de origem vegetal

Revisão da literatura do inglês Vacuum Assisted Resin Tranfer Moulding), a moldação por injeção reativa estrutural (SRIM: Structural Reaction Injection Moulding), a moldação por injeção reativa reforçada (RRIM: Reinforced Reaction Injection Moulding) e a moldação por infusão a vácuo (VI: Vaccum Infusion) podem ser utilizadas no processamento reativo de compósitos de matriz termoplástica [2]. Contudo, é necessário efetuar adaptações nos equipamentos como consequência das diferenças existentes entre o processamento reativo de polímeros termoendurecíveis e de polímeros termoplásticos. De facto, as etapas principais das técnicas de moldação líquida aplicadas a resinas termoplásticas combinadas com fibras de reforços contínuas contemplam: (i) a fusão do precursor e sua manutenção a uma determinada temperatura (ii) a colocação de uma pré-forma de fibra (manta, tecido ou outra) devidamente seca no interior de um molde fechado, (iii) a mistura do precursor com um sistema ativador, (iv) a transferência da mistura para o interior do molde (por aplicação de vácuo ou pressão tipicamente inferior a 10 bar), (v) a polimerização in-situ da matriz, (vi) o arrefecimento do molde (opcional, a não ser que a temperatura de processamento seja superior à do polímero final) e, por último, (vii) a etapa de desmoldação do componente [2].

Efetivamente, para que seja possível a produção em série de compósitos com elevada percentagem de fibras contínuas, impregnadas diretamente por uma matriz termoplástica líquida, têm de ser cumpridas cada uma das seguintes condições:

1º A viscosidade da matriz (η) durante a fase de impregnação deve ser suficientemente baixa (η <1 Pa.s);

2º Depois de finalizada a fase de impregnação do reforço, a matriz deve poder ser solidificada, quimicamente ou fisicamente, num período de tempo suficientemente curto;

3º A matriz final deve possuir propriedades físicas suficientemente elevadas para transmitir boa estabilidade mecânica ao componente em compósito;

4º A reação deverá prosseguir sem gerar quaisquer subprodutos indesejáveis.

Ao explorar a baixa viscosidade dos precursores termoplásticos polimerizados in-situ, podem ser respeitadas as três primeiras condições [1]. O quarto requisito de processamento, que foi estabelecido por Luisier et al. (2001) [33], implica que deve ser evitada a purificação, logo o grau de conversão deve ser suficientemente elevado para que os precursores poliméricos remanescentes não afetem as propriedades físicas e mecânicas do compósito. A polimerização aniónica por abertura de anel das poliamidas e a polimerização por abertura de

anel entropicamente dirigida de oligoésteres cíclicos satisfazem estes quatro requisitos [34], facto que justifica a grande dinâmica da investigação científica nesta área.