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
Aluminio	400	1069	2.7	nd
Aço	450	200	7.8	nd
Aço inox	800	106	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:

	Fibra de Carbono	Fibra Aramida / Kevlar	Fibra Vidro
Tensile strength	A	A	C
CTensile 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