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Cap15_2005

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CAPÍTULO 15
EMBARCAÇÕES DE PLÁSTICOS REFORÇADOS
COM FIBRAS DE VIDRO
SEÇÃO A – MATÉRIA-PRIMA
15.1. Generalidades – Surgidos durante a Segunda Guerra Mundial, os plás-
ticos reforçados com fibras de vidro têm-se colocado rapidamente entre os materiais
mais úteis e de maiores possibilidades de emprego, sobre os quais converge atual-
mente a atenção de setores os mais diversos e cada vez mais amplos da atividade
humana.
Os plásticos reforçados, que incluem um conjunto de novos materiais de no-
táveis características, são sumamente versáteis e se destacam, em todos os domí-
nios da técnica, em um vastíssimo número de aplicações reservadas até agora ao
aço, ao alumínio, à madeira, ao cimento etc., e em outras em que não têm equiva-
lente.
Aplicações tão diversas como a carcaça de um foguete, o casco de uma
embarcação, um elemento de construção civil ou um isolante elétrico, que requerem
propriedades muito diferentes e freqüentemente em grau extremo, por exemplo: no
primeiro caso, máxima resistência absoluta e específica; no segundo, resistência à
corrosão e impermeabilidade; no terceiro, resistência a estar exposto ao tempo
(eventualmente transparência) no caso de telhas para construção civil e, finalmente,
características dielétricas no caso de isolantes etc., jamais foram reunidas anterior-
mente por outro material.
O extraordinário dos plásticos reforçados é que possuem todas essas propri-
edades e outras complementares, o que permite a esse material ocupar um lugar de
notável importância entre os materiais de utilização corrente e um destacadíssimo,
diria mesmo único lugar, na solução dos problemas que as necessidades de realiza-
ções científicas modernas incessantemente propõem.
Essencialmente, os plásticos reforçados, ainda em pleno desenvolvimento,
consistem em uma combinação de:
(1) um sistema resinoso que inclui normalmente distintos elementos além da
resina propriamente dita, tais como, desmoldantes, catalisadores, “cargas”,
flexibilizantes, pigmentos etc.; e
(2) um reforço fibroso, geralmente vidro, que se apresenta de diversas manei-
ras e formas e que determina, na maior parte, a resistência e as condições mecâni-
cas do conjunto.
Do tipo de resina e dos demais elementos que compõem o sistema resinoso
dependem, em maior proporção, a resistência química e a resistência às “intempé-
ries” do material, sua estabilidade térmica, as propriedades elétricas, a transparên-
cia, a cor, a qualidade e o aspecto das superfícies.
Embora possam ser usados para reforço numerosos tipos de fibras naturais
ou artificiais (algodão, amianto, sisal, náilon, etc.), somente com o advento da fibra
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de vidro, dotada das mais altas qualidades, os plásticos reforçados entram real-
mente a competir com os metais e demais materiais estruturais como novo ele-
mento de construção.
Acerca da função específica de ambos os componentes, pode-se ainda
dizer que quando a quantidade de fibras se mantém relativamente reduzida seu
efeito é semelhante ao do ferro no concreto, ou seja, reforça a resina; por outro
lado, quando a quantidade de reforço alcança altos níveis, a resina passa a exer-
cer a função de adesivo, encarregada de manter unidas e transmitir às fibras os
esforços exteriores.
As principais razões que fazem da combinação “reforço vidro fibroso-resina
termoendurecente”, o melhor dos “Plásticos Reforçados com Fibra de Vidro
(PRFV)", um produto excelente são, basicamente, as seguintes:
(1) o vidro têxtil é um dos materiais mais fortes que se conhece e, por sua
natureza, não está sujeito praticamente a nenhuma classe de alteração com o
correr do tempo;
(2) as resinas termofixas, como, por exemplo, as resinas poliésteres,
epoxídicas etc., se apresentam em forma líquida, o que permite impregnar perfei-
tamente bem a fibra de vidro, e, ainda, endurecem sob uma ligeira pressão ou sem
ela,sendo, portanto, fáceis de tomar forma; e
(3) os elementos terminados possuem ótimas propriedades físicas, mecâ-
nicas e elétricas; muito boa resistência química e à “intempérie”; não estão sujei-
tos a corrosão eletrolítica nem a qualquer outro tipo de degradação; e têm custo
moderado.
Dentro de uma visão global, comum a todos, pode-se dizer que existe
uma grande quantidade de PRFV com características muito diferentes uns dos
outros, como ocorre com a família dos metais. O objetivo e as propriedades
finais que devam reunir os elementos a fabricar, como também a forma, as di-
mensões, e a quantidade e outros fatores, é que determinam a maneira como os
componentes (vidro e resina) deverão combinar-se (tipo, disposição e propor-
ção).
15.2. Fibras de vidro
a. Características – O vidro, na forma de lâminas tipo vidraça, vasos e
artigos de bazar etc., não possui nenhuma resistência mecânica; ao contrário, é
a fragilidade que constitui a sua maior característica. Entretanto, estirado em
fios delgados, suas propriedades mudam consideravelmente. À medida que o
diâmetro das fibras diminui, o vidro, antes rígido, se torna flexível, e sua resis-
tência, muito pequena inicialmente, aumenta com rapidez até sobrepujar todas
as demais fibras conhecidas, sendo nesta forma que se usa como material de
reforço.
b. Fabricação – Vários são os procedimentos que conduzem à produção
de tais fibras, porém, em geral, o princípio sobre o qual se baseiam é sempre o
mesmo, ou seja, o estiramento a alta temperatura por tração mecânica ou pela
ação de fluidos em movimento. A fabricação da fibra de vidro segue um dos esque-
mas apresentados nas figuras 15-1a e 15-1b.
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c. Formas comerciais – Qualquer que seja o método de fabricação empre-
gado (fusão direta ou bolhas), a produção dos filamentos primários, contínuos, se
concentra nos diâmetros 5 – 9 e 13µ, que têm demonstrado possuir as melhores
condições técnicas e econômicas. Reunidos os filamentos primários em grupos de
500 a 400 durante a formação, se obtêm diferentes fios básicos; mediante sucessi-
vas operações de dobras e cochas, análogas à fabricação de fios comuns, surge
uma grande diversificação de fios comerciais, destinados ao reforço de materiais
plásticos, aos isolamentos elétricos e a outros usos industriais.
Como se sabe, a espessura de um produto têxtil qualquer se expressa por
uma relação de duas de suas características: peso e comprimento. Se a relação é
do tipo comprimento/peso, o quociente se denomina número do fio. Se é do tipo
peso/comprimento, o quociente se denomina título.
Iguais aos demais fios têxteis, também os fios de vidro se classificam desse
modo, dando-se atualmente preferência ao sistema expresso em unidades métri-
Fig. 15-1a – Produção de fibras de vidro.
Método de fusão direta
Fig. 15-1b – Produção de fibras de vidro.
Método das bolhas
Matérias
primas
Misturador
Forno
Aparelho
produtor
de fios
Filamentos primários
Ensimage
Fio
básico
Carretel (bobina)
f ios roving mats
tecidos tecidos milled
fibers
chopped
strands
Matérias
primas
Misturador
Forno
Depósito
Formação de bolhas
Alimentação
Forninhos
Aparelho
produtor
de fios
Estiramento e ensimage
Forquilha
Carretel (bobina)
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cas TEX1 recomendado pela ISO (International Standard Organization), que deveria
ser de aplicação universal. A tabela a seguir apresenta tipos de fibra e seus respec-
tivos diâmetros em microns.
Já se verificou, a propósito da fabricação, que os fios simples recebem, no
momento de se reunirem sobre a forquilha, um ensimage que, segundo os elemen-
tos que intervêm na sua formulação, podem ser do tipo têxtil ou para plásticos
reforçados.
Dos fios básicos tratados com ensimage têxtil se obtêm:
(1) fios retorcidos; e
(2) tecidos e cintas de vários tipos.
Dos fios básicos tratados com ensimage plástico se obtêm:
(1) mats (feltros, mantas);
(2) rovings (mechas contínuas);
(3) chopped strands (fibra picada);
(4) alguns fios retorcidos;
(5) tecidos (esteiras) e cintas roving; e
(6) produtos especiais ou combinados.
d. Mats – São formados por fibras básicas de 9 a 13 µ cortadas