Fibra de Vidro

fibra2O que é? É o material compósito produzido basicamente a partir da aglomeração de finíssimos filamentos flexíveis de vidro com resina poliéster (ou outro tipo de resina) e posterior aplicação de uma substância catalisadora de polimerização. O material resultante é geralmente altamente resistente, possui excelentes propriedades mecânicas e baixa densidade.

Permite a produção de peças com grande variedade de formatos e tamanhos, tais como placas para montagem de circuitos eletrônicos, cascos e hélices de barcos, fuselagens de aviões, caixas d'água, piscinas, pranchas de surf, recipientes de armazenamento, peças para inúmeros fins industriais em inúmeros ramos de atividade, carroçarias de automóveis, na construção civil e em milhares de outras aplicações. A fibra de vidro faz o papel da armadura de ferro no concreto armado: torna as peças resistentes a choques, tração e flexão. A fibra de vidro é fornecida em mantas prensadas, tecidos trançados, fitas ou cordéis (rooving) que são lançados ou desfiados sobre o molde e impregnados de resina.

A manta prensada é mais barata, mas solta "fiapos" durante a montagem, enquanto que o tecido, um pouco mais caro, permite um trabalho mais limpo, peças mais resistentes e com melhor aparência final.

Manuseio

Fibra de Vidro é trabalhada de forma artesanal, tem maior liberdade de forma, não enferruja e não oxida. Sendo que uma das suas principais características é a leveza.

A fibra de vidro tem ainda muitas características importantes como, por exemplo,isolante elétrico, isolante térmico, resistência ao fogo, alta resistência mecânica e à oxidação,resistência à umidade, baixo custo e peso mínimo.

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Para se produzir uma peça, utiliza-se um molde.

O negativo do objeto desejado é normalmente fabricado de madeira, alumínio, borracha de silicone ou ainda de fibra de vidro.

Para peças grandes, como uma capota, o molde em fibra de vidro é mais indicado.

Segurança

É importante que você tenha alguns aparelhos de segurança: luvas de borracha, máscaras de papel e máscaras com respiradores com filtro para produtos químicos.

Evite contato com a fibra, porque a penetração de agulhas microscópicas de vidro podem provocar irritação da pele, coceira, principalmente entre os dedos.

Trabalhar num lugar ventilado, sem vento, sem crianças ou animais domesticos.

Resina

É um composto orgânico derivado do petróleo, que passa de seu estado líquido para o estado sólido, através de um processo químico chamado "Polimerização".

Os tipos de resinas são:

Resina Poliéster Ortoftálica (Mais comum e de uso generalizado);

Resina Poliéster Isoftálica (Aplicada em moldes feitos de Fibras de Vidro, em tubulações e piscinas);
 
Resina Poliéster Isoftálica com NPG – (Alta Cristalinidade e boa Flexibilidade - Resistente a temperaturas elevadas, água natural e à manchas);

Resina ÉsterVinílica (Possui alta resistência química e mecânica (impactos), usada na fabricação de equipamentos de fibras de vidro para o combate a corrosão);

Resina Epoxi Amina (peças estruturais e principalmente em revestimentos para proteção química e de intempéries).

Compósitos

Compósitos são sistemas constituídos de dois ou mais materiais componentes.

No que se refere aos compósitos de fibra de vidro, os principais ingredientes, normalmente, são as fibras de vidro e uma resina plástica. Adiciona-se reforços de fibra de vidro à resina, tanto numa moldagem quanto num processo de fabricação, os quais dão forma ao componente final.

Quando a resina cura, solidificando-se, é reforçada pela fibra de vidro.
 
A forma da parte final depende do molde, da ferramenta ou outro ferramental que controla a geometria do compósito durante o processo.

A resistência do compósito depende, primeiramente, da quantidade, da disposição e do tipo de reforço na resina. Tipicamente, quanto maior a quantidade de reforço, maior será a resistência.

Em alguns casos, as fibras de vidro são combinadas com outras fibras, como as de carbono ou aramidas, criando um compósito "híbrido" que combina as propriedades de mais de um material de reforço.

Além disso, freqüentemente, os compósitos são formulados com cargas (pó de marmore, cimento, etc.) e aditivos que mudam os seus parâmetros de processo e desempenho.

Seria impraticável relacionar os inúmeros polímeros que podem ser melhorados com as fibras de vidro; no entanto, todos os polímeros acabam caindo em um de dois grupos básicos: termofixos e termoplásticos.


Fiberglass
Você já deve ter ouvido dizer que um veículo ou barco foi feito de fiberglass. Ou então, "de fibra". Mas isso não explica muita coisa. Afinal, o que vem a ser fiberglass ou simplesmente fibra?

Para entendermos sobre esse material devemos nos reportar à antiguidade. Para as construções de casas, muitos povos antigos recorriam aos tijolos de argila. A argila, depois de seca, na forma de tijolo, era quebradiça e as construções eram frágeis. Então, para tornar os tijolos mais resistentes, os antigos adicionavam palha à argila, o que os tornava menos quebradiços. Foi criado o primeiro material composto.

Milhares de anos mais tarde, os romanos utilizaram a lava dos vulcões para unir os blocos de pedras e/ou tijolos utilizados nas suas monumentais construções, muitas das quais sobrevivem até os dias de hoje. Foi descoberta uma forma de cimento.

Passados cerca de 2 mil anos, o cimento como conhecemos hoje foi inventado. E com ele o concreto (areia, pedra, cimento e água). Acontece que o concreto, apesar de possuir alta resistência à compressão, é razoavelmente frágil quando submetido a forças de tração ou de flexão.

Para suprir essas deficiências, foi criado o concreto armado, que consiste de uma armação de aço no interior do bloco de concreto. Com isso, grandes vãos e vigas puderam ser construídos.

Com a química moderna, no início e meados do século passado, começaram a surgir os primeiros plásticos que, entretanto, eram muito frágeis e quebradiços.

Os plásticos se subdividem em dois grandes grupos: termoplásticos e termofixos.

Termoplásticos

Nesta categoria estão a maioria dos plásticos conhecidos, tais como: PET (usado em garrafas e embalagens), polietileno, ABS, policarbonato etc. Esses plásticos são aquecidos até se tornarem líquidos e são geralmente injetados em moldes que reproduzem o produto final. Depois de resfriados após a moldagem, o produto mantém a forma do molde a partir do qual foram produzidos.

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Se esses produtos forem aquecidos a uma determinada temperatura, o plástico derreterá e novos produtos podem ser fabricados com o mesmo material (leia Como funciona a reciclagem de plástico)

Termofixos

Aqui encontramos uma outra categoria, tais como as resinas poliésteres, fenólicas, epoxídicas etc. Produtos feitos com essas resinas, depois de moldados, não podem ser derretidos para serem submetidos à nova moldagem. Sua forma se manterá mesmo após aquecidos.

Os termofixos ou resinas termofixas, curam num estado irreversível, porque sua estruura molecular é interligada. Compara-se a resina termofixa a um ovo. Uma vez cozido, essencialmente, permanece no mesmo estado.
Como exemplo de resinas termofixas para compósitos, temos as resinas poliéster insaturadas, éster-vinílicas, epóxis, uretânicas e fenólicas.

Por outro lado, uma resina termoplástica tem estrutura molecular linear, que amolece repetidamente quando aquecida em direção ao seu ponto de fusão e endurece quando resfriada. Em termos simples, pode-se comparar um termoplástico à parafina, a qual flui quando aquecida e endurece tomando sua forma quando resfriada.
Como exemplos de resina termoplástica para compósitos, temos polipropileno, polietileno, poliestireno, ABS (acrilonitrila-butadieno-estireno), "nylon", policarbonato, poliéster termoplástico, óxido de polifenileno, polisulfona e PEEK (poli-éter-éter-cetona).


Plásticos reforçados

Da mesma forma que o concreto armado, descrito anteriormente, os plásticos também podem receber reforços estruturais com a finalidade de aumentar a sua resistência.

O primeiro plástico reforçado de que se tem notícia foi o poliéster reforçado com fibra de vidro, descoberto acidentalmente no fim da década de 1940 quando pesquisadores derramaram, sem perceber, resina poliéster sobre uma quantidade de fibra de vidro no chão. No dia seguinte, após o endurecimento da resina, perceberam que haviam descoberto um novo produto – o plástico reforçado com fibra de vidro, que apresentava grande resistência.

Foi observado que a resina poliéster, quando reforçada com fibra de vidro, possuía excelentes propriedades físicas e mecânicas.

Resinas poliésteres

Existem dois principais grupos:

• Ortoftálicas - é uma resina de uso geral, utilizada em produtos onde grande resistência mecânica ou à corrosão não seja exigida.

• Isoftálica - mais cara, é utilizada em produtos que sofrem maiores esforços ou que precisam melhor resistir à corrosão.

Os poliésteres são fornecidos na forma líquida, com a viscosidade aproximada de um xarope grosso.

Para se obter o seu endurecimento (cura) são utilizados catalisadores e aceleradores de cura, quando utilizados em temperatura ambiente. Em aplicações onde existe aquecimento do molde não são necessários.

Na próxima seção você irá conhecer os processos de fabricação de plásticos reforçados com fibra de vidro.

 

fibra1

Processos de fabricação  - Existem diversos processos de fabricação de plásticos reforçados com fibra de vidro. Eis alguns:  Fabricação manual (hand lay-up)  - Consiste em aplicar sobre um molde fibra de vidro e resina poliéster em camadas. Primeiramente a fibra de vidro é depositada sobre o molde e a resina é aplicada com pincel sobre ela. A seguir, o profissional força a resina a penetrar e umectar inteiramente a fibra de vidro, removendo as bolhas que se formam com os movimentos verticais do pincel.  Também podem ser utilizados dispositivos que se assemelham a um rolo de pintura de paredes, mas que possui uma série de discos que cumprem a mesma finalidade.  A espessura do produto final é determinada pelo número de camadas aplicadas. A fibra de vidro depositada pode ser na forma de manta ou de tecido. Existem diversas espessuras de fibra de vidro, que são especificadas em gramas por metro quadrado (g/m²) ou onças por pé quadrado (oz/pé²).

Fabricação por pulverização (spray-up)

Este processo assemelha-se ao anterior, com a diferença que a fibra de vidro e a resina poliéster são pulverizadas simultaneamente por meio de um equipamento que se assemelha a uma pistola de pintura, que possui além de um bico dispersor para a resina poliéster, um sistema de navalhas que corta a fibra de vidro em comprimento de 2,5 cm. Neste processo, a fibra de vidro é fornecida na forma de um cordão composto com muitos fios, enrolados em bobinas.

É um processo com maior dificuldade para se obter a espessura desejada, assim como é maior é a dificuldade de ser mantida espessura constante em toda a peça a ser moldada. Contudo, o processo de fabricação é muito mais rápido do que a fabricação manual.

Como no processo manual, são utilizados pincéis ou rolos para umectar e compactar a fibra de vidro para a eliminação das bolhas formadas.

Esses dois processos também são conhecidos como moldagem por contato.

Pré-forma (preform)

Este processo desenvolve-se em duas partes. Primeiro, um molde feito em tela fina com a forma aproximada do produto final é colocado diante uma câmara que produz vácuo. Em seguida é pulverizada a fibra de vidro cortada em pedaços de 2,5 cm com uma cola (binder), de muito pouca densidade, sobre o molde.

Na segunda fase do processo, a pré-forma junto com a resina poliéster é colocada em uma prensa aquecida. Depois de alguns minutos, sob pressão e temperatura, a peça está moldada.

Esse é o processo que foi utilizado para moldar as diversas partes do Chevrolet Corvette em 1953, primeiro automóvel fabricado com plástico reforçado com fibra de vidro. O carro é fabricado assim até hoje
Acabamento

Nos dois primeiros processos descritos, antes da aplicação da fibra de vidro/resina poliéster, é necessária a preparação do molde, que deve estar completamente limpo, sem poeira ou vestígios de moldagens anteriores.

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Sobre o mesmo é aplicado um desmoldante, geralmente uma cera especial que costuma possuir a nossa famosa cera de carnaúba na sua composição. Depois de aplicada a cera, os excessos são retirados e é feito um polimento para a perfeita desmoldagem e qualidade de acabamento.

É aplicado, com pistola ou pincel, a camada superficial de acabamento, chamada em inglês de gel coat. O gel coat é fabricado com a mesma resina poliéster e pigmentos especiais, que produzirão a cor do produto final. Da mesma forma que as resinas poliésteres, são utilizados catalisadores e aceleradores de cura.

Somente depois curado, porém ainda um pouco pegajoso (para melhorar a aderência) a fibra de vidro/resina poliéster são aplicados.

Em muitos casos, dependendo do produto final, a camada de gel coat pode ser preparada para receber um outro tipo de pintura, em outra cor.

Pelo que você viu, ao ouvir que um produto é feito de "fibra" ou de fibra de vidro, agora sabe que é muito mais do que isto – é um produto fabricado com plástico reforçado com fibra de vidro (FRP – fiberglass reinforced plastic).


Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br/fibra-de-vidro1.htm
          http://www.fazfacil.com.br/materiais/fibra_vidro.html

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