A matriz resinosa dos compósitos termoplásticos engloba plásticos de engenharia gerais e especiais, sendo o PPS um representante típico dos plásticos de engenharia especiais, comumente conhecido como "plástico ouro". Suas vantagens de desempenho incluem: excelente resistência ao calor, boas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e autoignição até o nível UL94 V-0. Devido a essas vantagens e, comparado a outros plásticos de engenharia termoplásticos de alto desempenho, ao seu fácil processamento e baixo custo, o PPS tornou-se uma excelente matriz resinosa para a fabricação de materiais compósitos.
O material compósito de PPS com fibra de vidro curta (SGF) apresenta vantagens como alta resistência, alta resistência ao calor, retardamento de chamas, facilidade de processamento e baixo custo.
O material compósito de fibra de vidro alongada (LGF) com poliestireno expandido (PPS) apresenta vantagens como alta tenacidade, baixa deformação, resistência à fadiga e boa aparência do produto. Pode ser utilizado em rotores, carcaças de bombas, juntas, válvulas, rotores e carcaças de bombas químicas, rotores e carcaças de bombas de refrigeração líquida, peças de eletrodomésticos, etc.
Quais são, então, as diferenças específicas nas propriedades dos compósitos de PPS reforçados com fibras de vidro curtas (SGF) e fibras de vidro longas (LGF)?
As propriedades abrangentes dos compósitos PPS/SGF (fibra de vidro curta) e PPS/LGF (fibra de vidro longa) foram comparadas. A razão pela qual o processo de impregnação por fusão é utilizado na preparação da granulação por parafuso é que a impregnação do feixe de fibras é realizada no molde de impregnação, sem danificar as fibras. Finalmente, por meio da comparação dos dados das propriedades mecânicas dos dois materiais, pode-se fornecer suporte técnico para os profissionais de ciência e tecnologia da área de aplicação na seleção de materiais.
Análise de propriedades mecânicas
As fibras de reforço adicionadas à matriz de resina podem formar um esqueleto de suporte. Quando o material compósito é submetido a uma força externa, as fibras de reforço podem suportar eficazmente as cargas externas; ao mesmo tempo, podem absorver energia através de fraturas, deformações, etc., melhorando as propriedades mecânicas da resina.
Com o aumento do teor de fibra de vidro, uma maior quantidade de fibras no material compósito fica sujeita a forças externas. Ao mesmo tempo, devido ao aumento do número de fibras de vidro, a matriz de resina entre elas torna-se mais fina, o que facilita a construção de estruturas reforçadas com fibra de vidro. Portanto, o aumento do teor de fibra de vidro permite que o material compósito transfira mais tensão da resina para a fibra de vidro sob carga externa, melhorando efetivamente as propriedades de tração e flexão do material.
As propriedades de tração e flexão dos compósitos PPS/LGF são superiores às dos compósitos PPS/SGF. Quando a fração mássica de fibra de vidro é de 30%, as resistências à tração dos compósitos PPS/SGF e PPS/LGF são de 110 MPa e 122 MPa, respectivamente; as resistências à flexão são de 175 MPa e 208 MPa, respectivamente; e os módulos de elasticidade à flexão são de 8 GPa e 9 GPa, respectivamente.
A resistência à tração, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade à flexão dos compósitos PPS/LGF aumentaram 11,0%, 18,9% e 11,3%, respectivamente, em comparação com os compósitos PPS/SGF. A taxa de retenção de comprimento da fibra de vidro no material compósito PPS/LGF é maior. Com o mesmo teor de fibra de vidro, o material compósito apresenta maior resistência à carga e melhores propriedades mecânicas.
Data da publicação: 23/08/2022
