Fibra de Vidro - Ilayra

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Vidro:
O vidro é um material que traz diversas formulações dependendo da sua
aplicabilidade, processo de produção e disponibilidade de matéria-prima. Sendo
assim, é possível classificar os vidros em seis grupos, o primeiro grupo é o da sílica
vítrea, ideal para aplicações onde são exigidas baixa expansão térmica com o
objetivo de resistência a choques térmicos ou estabilidade dimensional. O segundo
grupo é os silicatos alcalinos, ideal para adesivos, películas protetoras. O terceiro é
os vidros sodo-cálcicos, são os vidros mais antigos e mais utilizados, encontrados
na maioria das garrafas, frascos, potes, janelas, bulbos e tubos de lâmpadas. O
quarto grupo é os vidros ao chumbo, utilizados para a produção de artigos finos de
mesa e peças de arte. O quinto grupo são os vidros borossilicatos, são vidros de
alta resistência ao choque térmico e ao ataque químico, por isso são vidros
utilizados em produtos de mesa que podem ir ao forno e vários equipamentos de
laboratório. O sexto grupo são os vidros alumínio-borosilicato, são vidros utilizados
em tubos de combustão, fibras de reforço, por serem vidros que podem ser
aquecidos a temperaturas superiores sem deformação.
O grupo mais utilizado é dos vidros silicatos, que são compostos por redes
conectadas tridimensionalmente, sendo a unidade básica o tetraedro
silício-oxigênio, ou seja, um átomo de silício ligado a quatro átomos de oxigênio.
Figura 01: Unidade básica - Rede Sílica
Fonte: https://www.researchgat.net
Figura 02: Sílica Vítrea
https://www.researchgate.net/figure/Figura-4-Tetraedro-composto-de-ions-silicio-e-oxigenio-Fonte-Cresser-et-al-1993_fig3_259931786
Fonte: https://monografias.uol.com.br/
As propriedades dos vidros dependem de suas características estruturais, ou
seja, principalmente pela composição química. O vidro pode variar de acordo óxidos
constituintes, como, por exemplo, aumentando o (óxido de sódio) do vidro𝑁𝑎
2
𝑂
aumenta sua fluidez e solubilidade, mas diminui a sua durabilidade, já aumentando
(óxido de alumínio) aumenta a durabilidade e a viscosidade, como pode-se𝐴𝑙
2
𝑂
3
observar na figura abaixo:
Figura 02: Funções Relativas Óxidos no Vidro
Fonte: https://www.researchgate.net/
https://monografias.brasilescola.uol.com.br/quimica/conhecimento-vitreo.htm
https://www.researchgate.net/figure/Figura-9-Variacao-das-propriedades-dos-vidros-com-o-aumento-da-concentracao-de-alguns_fig4_336358305
Fibra de Vidro:
As fibras de vidro são aplicadas em diversos produtos, e são constituídas por
minerais, solidificado de uma mistura de quartzo, carbonato de cálcio e carbonato
de sódio e obtidos por meio de uma passagem do vidro em fusão por pequenos
orifícios. Elas possuem entre 5 a 20 microns de diâmetro e com superfícies sujeitas
a falhas, e ligadas a irritações na pele humana..
Esse tipo de fibra é composto por filamentos muito finos de vidro, que se
unem por meio de aplicações de silicones, resinas, fenóis e outros solúveis em
solventes orgânicos. Como já mencionado, existem muitos grupos de vidros e o
grupo de vidros silicatos são os mais importantes para uso em compósitos.
A aplicação mais utilizada é a como fiberglass, que são plásticos reforçados
com fibras de vidro, e apresentam características, como, boa estabilidade, boa
resistência ao calor, à umidade e a corrosão, facilidade de fabricação e custo
relativamente baixo.
Outro aspecto positivo da fibra de vidro são, boas propriedades elásticas e
um bom custo/benefício entre os reforços para materiais compósitos poliméricos,
por causa da origem e abundância das matérias-primas. Essas matérias-primas são
fundidas em um forno com temperatura em torno de 1450ºC dando origem a fibras
de vidro de forma contínua e picada. O processo de fabricação passa pelo processo
de fiação por fusão, onde ocorre a passagem da massa fundida de vidro por uma
placa de platina (fieira ou peneira) obtendo um diâmetro de monofilamento entre 12
a 16 μm. Após a fieira, os filamentos são solidificados por resfriamento e passam
um acabamento de ensimagem que tem a função de trazer flexibilidade. As fibras
que serão utilizadas para a fabricação de tecidos passam também pelo processo de
acabamento com agentes lubrificantes, com a finalidade de proteger as fibras
durante as etapas de fabricação de tecidos.
As etapas na fieira e na enroladeira são muito importantes, pois essas etapas
alteram o diâmetro da fibra de vidro, ou seja, a micronagem, também alteram a
densidade linear, ou seja, o título.
Figura 03: Processo de Fabricação de Fibras de Vidro
Fonte: https://artliber.com.br/amostra/materiais_compositos.pdf
A fibra de vidro apresenta propriedades como boa dispersão, baixa formação
de eletricidade estática, bom assentamento no molde, boa translucidez e boa
conformação em cantos vivos.
Além de apresentar uma boa resistência química, tornando seu uso não
recomendado para aplicações que exigem isolamento elétrico. Para solucionar este
problema é utilizado fibras de vidro com alumina-borosilicato e baixo teor de álcalis.
Essa fibra de vidro, conhecida também como fibra de vidro tipo E ganhou grande
importância no mercado na fabricação de compósitos, pois ela possui elevada
resistência mecânica e boas propriedades químicas.Existem também fibras de vidro
do tipo C, que são fibras que possuem sódio borosilicato, essas fibras têm como
função principal a elevada resistência química. Existem também fibras de vidro do
tipo A e S, como pode-se observar no quadro abaixo:
https://artliber.com.br/amostra/materiais_compositos.pdf
Quadro 01: Principais Propriedades das Fibras de Vidro
Propriedade A C E S
Densidade ( )𝑔. 𝑐𝑚−3 2,54 2,49 2,54 2,48
Resistência à tração (MPa)
25ºC
3033 3033 3448 4585
Resistência à tração (MPa)
370ºC
- - 2620 3758
Módulo de elasticidade (GPa)
25ºC
- 69,0 72,4 85,5
Alongamento (%) 25ºC - 4,8 4,8 5,7
Fonte: https://artliber.com.br/amostra/materiais_compositos.pdf
As fibras podem são produzidas pelo mesmo processo de fabricação, porém
nas últimas etapas elas podem ser contínuas ou descontínuas, podem também ter
óxidos constituintes diferentes e dessa forma, as fibras de vidro podem ser
utilizadas de diversas possibilidades como reforço em compósitos.
https://artliber.com.br/amostra/materiais_compositos.pdf
Referências:
● AKERMAN, Mauro. Natureza, Estrutura e Propriedades do Vidro Natureza,
Estrutura e Propriedades do Vidro Autor: Mauro Akerman CETEV -CENTRO
TÉCNICO DE ELABORAÇÃO DO VIDRO. [s.l.: s.n.], 2000. Disponível em:
<https://www.unifal-mg.edu.br/ppgcem/wp-content/uploads/sites/116/2020/06/
NaturezaEstrut_Prop_Vidro-Saint-Gobain-2000.pdf>.
● UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIANGULO MINERO. Figura 9 -Variação
das propriedades dos vidros com o aumento da... ResearchGate. Disponível
em:
<https://www.researchgate.net/figure/Figura-9-Variacao-das-propriedades-dos
-vidros-com-o-aumento-da-concentracao-de-alguns_fig4_336358305>.
Acesso em: 19 Oct. 2021.
● DOS SANTOS, Alexandre; SYDENSTRICKER, Thais ; AMICO, Sandro.
ESTUDO DE COMPÓSITOS HÍBRIDOS POLIPROPILENO / FIBRAS DE
VIDRO E COCO PARA APLICAÇÕES EM ENGENHARIA. [s.l.: s.n., s.d.].
Disponível em: <https://www.ipen.br/biblioteca/cd/cbpol/2007/PDF/172.pdf>.
Acesso em: 19 Oct. 2021.
● A B C do fiberglass. [s.l.: s.n., s.d.]. Disponível em:
<https://polglass.com.br/ABC%20do%20FIBERGLASS.pdf>. Acesso em: 19
Oct. 2021.
● PIOVESAN, Maurício; BERTOLETTI, Luísa Lima; ALTMEYER, Sabrina; et al.
FIBRAS DE VIDRO: CARACTERIZAÇÃO, DISPOSIÇÃO FINAL E
IMPACTOS AMBIENTAIS GERADOS. Revista Eletrônica em Gestão,
Educação e Tecnologia Ambiental, v. 10, n. 10, 2013. Disponível em:
<https://periodicos.ufsm.br/reget/article/viewFile/7590/pdf>. Acesso em: 19
Oct. 2021.
https://www.unifal-mg.edu.br/ppgcem/wp-content/uploads/sites/116/2020/06/NaturezaEstrut_Prop_Vidro-Saint-Gobain-2000.pdf
https://www.unifal-mg.edu.br/ppgcem/wp-content/uploads/sites/116/2020/06/NaturezaEstrut_Prop_Vidro-Saint-Gobain-2000.pdf