Os compósitos termoendurecíveis oferecem uma série de benefícios em produtos finais, por isso estão sendo cada vez mais usados para substituir metais e plásticos tradicionais. Com sua relação força-peso, resistência química e à temperatura, durabilidade e muito mais, os termofixos estão sendo usados em produtos como lâminas de turbinas eólicas, materiais aeroespaciais, embarcações, automóveis, eletrônicos e materiais de construção.
Os compostos termoendurecíveis são formados quando dois ou mais componentes - geralmente uma matriz polimérica (resina termoendurecível) e uma fibra de reforço - são misturados entre si em condições ambiente ou quando induzidos por radiação ou calor para formar uma rede altamente entrelaçada. A combinação de uma resina termoendurecível e fibra de reforço os fortalece e os deixa duros e rígidos após a cura para resistir altas cargas.
Além das fibras, os enchimentos e os pigmentos são componentes que também podem ser incorporados para proporcionar propriedades benéficas adicionais aos produtos termoendurecíveis. Os pigmentos são normalmente usados para dar cor à estética. Os enchimentos podem ser usados para fins mais funcionais, como proporcionar propriedades retardantes de fogo com o uso de tri-hidrato de alumínio (ATH) ou para permitir a redução do peso com o uso de bolhas de vidro. Enchimentos como o carbonato de cálcio também podem ser usados para reduzir o custo, substituindo parte da resina.
O desafio do processamento de compostos termoendurecíveis consiste em obter uma alta carga de enchimento para maximizar as propriedades mecânicas, o retardamento de chamas e a economia de custos sem afetar ou interferir na cura, ou na maturação, bem como obter a mais alta intensidade de cor com a menor carga de pigmento possível.
Dispersantes pequenos, mas poderosos
Os dispersantes são usados em pequenas quantidades nas formulações de termoendurecíveis, mas desempenham um papel muito importante na melhoria do processamento e das propriedades finais do produto. Os dispersantes ajudam a distribuir uniformemente as cargas e os aditivos na matriz da resina. Essa distribuição uniforme é fundamental para obter propriedades consistentes do material em todo o composto e para reduzir a viscosidade e evitar a aglomeração. Eles ajudam a melhorar a capacidade de processamento, permitindo um umedecimento mais rápido e a dispersão de partículas na resina. Eles também permitem a redução do peso e a melhoria da segurança contra incêndios, da produtividade e dos benefícios de custo, aumentando o teor de enchimento e/ou retardante de chamas.
O carbonato de cálcio é um enchimento amplamente utilizado em aplicações termoendurecíveis que atua como um extensor em aplicações de poliéster reforçado com fibra de vidro, como composto para moldagem de chapas (SMC) e composto para moldagem em massa (BMC). Os dispersantes, como o Solplus™ D540, permitem que uma carga maior de carbonato de cálcio funcione como um extensor econômico para melhorar as propriedades mecânicas sem afetar o processamento. Da mesma forma, para melhorar o retardamento do fogo, os dispersantes permitem o aumento da carga de ATH.
Teste de aumento da carga de enchimento
Nos testes, o Solplus™ D540 demonstra sua eficácia em permitir o aumento da carga de enchimento com carbonato de cálcio e ATH. Para os três resultados de reologia abaixo, todas as cargas foram dispersas em uma resina UPE. O Solplus™ D540 foi testado em 1% do peso do enchimento em cada caso. As curvas mostram claramente o impacto do dispersante na prevenção de grandes mudanças na viscosidade, permitindo assim a incorporação de níveis mais altos de carga.
Os dispersantes plásticos avançados da Lubrizol sob a marca Solplus™ Hyperdispersants são auxiliares altamente eficazes para a dispersão de cargas e pigmentos, eliminando a floculação, reduzindo a viscosidade e estabilizando-os com o tempo. Essas propriedades permitem maiores cargas de pigmento/enchimento e maior resistência da cor, evitando a reaglomeração das partículas. Os hiperdispersantes Solplus™ também reduzem os tempos de dispersão (o que reduz os custos de energia e mão de obra e melhora a eficiência da fabricação) e permitem que os formuladores tenham mais flexibilidade e ofereçam excelente desempenho e qualidade.
Além dos dispersantes, a Lubrizol também oferece uma variedade de outros aditivos adequados para uso em compostos termofixos, incluindo agentes de liberação de ar, supressores de estireno e aditivos de controle de reologia.
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