Materiais Compósitos TP-poliester

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MATERIAIS COMPÓSITOS 
Renata Nunes Oliveira 
nunes@ufrrj.br 
Compósitos 
Fase 
reforço 
Matriz Compósito 
Transfere 
esforços 
Compósitos 
Reforço: ↑σ, ↑E, ↓ρ 
Isolado, usado em tração apenas 
Matriz: metal, cerâmica ou 
polimérica 
Isolada, se polimérica, ↓σ, ↓E, ↓ρ 
Compósito: efeito sinérgico 
↑σ, ↑E, ↓ρ, ↑KIC em qq direção 
Compósitos 
 Matriz polimérica 
 Termorrígidas 
 Termoplásticas 
 ↓σ, ↓E, ↓ρ 
 
 
 
 
 Reforços: 
 FC 
 FV 
 FA 
 ↑σ, ↑E 
 PEUAD 
 Componentes sujeitos à 
impacto 
Compósitos 
 
 Propriedades 
 
 Orientação do reforço 
em relação à F 
 
 Fração volumétrica do 
reforço 
 
 
 
Compósitos 
Compósitos em camadas 
isoladas 
Fibras contínuas 
Fibras curtas 
Compósitos 
multicamadas 
Laminados 
Um tipo de fibra 
Orientação das fibras pode 
variar 
Híbridos 
2 ou + tipos de fibras 
Laminas metálicas 
intercaladas com lâminas 
dos compósitos 
Compósitos de fibras contínuas 
Fibras 
unidirecionais 
↑↑σ, ↑↑E 
Fibras 
bidirecionais 
↑σ, ↑E 
Fibras 
picadas 
↓σ, ↓E 
Manta 
contínua 
↓σ, ↓E 
Mesma composição e vF – propriedades na direção longitudinal! 
Melhores propriedades transversais 
Compósitos 
Custo x Desempenho E/ρ x σ/ρ 
Compósitos 
Deformação normal 
Deformação angular 
Deformação 
normal e angular 
Compósitos 
Material E (Gpa) ρ (g/cm3) Material E (Gpa) ρ (g/cm3) 
Fibra de vidro E 72 2,5 Al 70 2,7 
Fibra de aramida 130 1,4 Ti 120 4,5 
Fibra de Carbono 230 1,8 Aço 200 7,8 
Material E (Gpa) ρ (g/cm3) Custo Processamento 
Epóxi 3 1,2 ↑ Fácil 
Poliéster 2-4 1,4 ↓ Fácil 
KIC (kJ/m
2) Temperatura de serviço (°C) 
Polímeros 0,1 – 5,0 300 
Aços > 50 1400 
Matrizes 
Matrizes Plásticas 
Matrizes 
Plásticas 
Termorrígidas 
Termoplásticas 
Matrizes Termorrígidas 
 Poliéster 
 Epoxi 
 Fenólica 
 Poliimida 
 
Resina Fenólica 
Fita de poliimida 
Poliéster 
Poliéster 
Alcool + ácido = 
éster insaturado [-COO-] 
 
 
Poliéster – Álcool 
Glicois 
maiores 
Poliésteres 
mais tenazes 
Propileno 
glicol 
Cadeias mais 
ramificadas 
 
Maior 
resistência ao 
impacto 
Etileno glicol 
Cadeia 
linear, pode 
cristalizar 
Poliéster - Ácido 
Diácidos insaturados 
 
pequena distância entre 
duplas 
material frágil 
Diácidos saturados 
atuam como extensores 
de cadeia 
mais tenaz a resina, 
menor contração na cura 
Ácido ortoftálico 
Ácido isoftálico 
Poliéster 
 Lenta (cadeia sem 
mobilidade) 
 Chance de insaturações se 
aproximarem e curar é 
mínima 
 Add de moléculas 
pequenas insaturadas que 
reagem e cura 
 Via add de catalisador 
(peróxido), T ou radiação 
Cura de resina poliéster Formação de rede: 
Poliéster 
Poliéster 
insaturado 
Comercializadas 
com acelerador 
e catalisador 
Cura parcial à T 
amb (pode 
precisar de T) 
E ~2-5 Gpa 
Deformação na ruptura: 3-5% 
Resistência à tração: 40-90 Mpa; à compressão: 90-250 MPa 
Poliéster – redução de tempo gel com 
catalisador e acelerador 
Poliéster 
Resinas para cura 
ambiente 
Uso de inibidores 
de cura 
Prolongam o tempo 
de estocagem 
Resinas para 
prensagem a quente 
Usa catalisadores 
Não usa 
aceleradores 
Estável à T amb por 
tempo ~longo