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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 ARTE NAVAL758 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. EMBARCAÇÕES DE PLÁSTICOS REFORÇADOS COM FIBRAS DE VIDRO 759 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) ARTE NAVAL760 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
