Cura de matrizes poliméricas utilizando feixe de elétrons

Abstract

Os benefícios apresentados pelo uso de compósitos poliméricos, tais como resistência à corrosão e ótimas relações de resistência mecânica/densidade e módulo de elasticidade/densidade, por exemplo, têm propiciado a utilização desse material em aplicações antes reservada aos metais. Entretanto, os sistemas que utilizam matrizes poliméricas curadas pelo processo térmico apresentam a desvantagem de demandar um tempo muito longo para a cura do material polimérico no seu processo de fabricação. Uma alternativa que pode reduzir o tempo de cura, que apresenta forte impacto na cadeia produtiva do compósito, é a utilização de cura por radiação ionizante, tais como feixe de elétrons e raios X. A radiação ionizante promove a cura em tempo bastante reduzido, em alguns casos chegando a apenas alguns minutos. O objetivo desse trabalho foi o de avaliar o comportamento de sistemas poliméricos que empregam resina epoxídica quando curados por radiação ionizante visando ao processo de bobinamento filamentar (filament winding), de modo a obter propriedades mecânicas similares e temperaturas de transição vítrea (Tg) iguais ou superiores aos sistemas curados pelo processo térmico. Nesta pesquisa, foram utilizadas matrizes de resinas epoxídicas e iniciadores catiônicos comerciais. As resinas epoxídicas foram irradiadas por 20 minutos, com uma dose total de até 150 kGy. A temperatura de transição vítrea determinada através da análise termo dinâmicomecânica (DMA) foi de 149ºC. As mesmas resinas epoxídicas curadas pelo processo térmico, a 130ºC por um período de 12 horas, com um endurecedor à base de anidrido, resultaram temperaturas de transição vítrea de 119ºC. Ensaios de tração em corpos-de-prova, fabricados pelo processo de cura térmica e pelo processo de cura por feixe de elétrons, mostraram que a resistência mecânica e a deformação são maiores para o primeiro, enquanto que o módulo de elasticidade é maior para o segundo.