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O desenvolvimento do GFRP (plástico reforçado com fibra de vidro) decorre da crescente demanda por novos materiais que sejam mais eficientes em termos de desempenho, mais leves, mais resistentes à corrosão e mais eficientes em termos energéticos. Com o desenvolvimento da ciência dos materiais e o aprimoramento contínuo da tecnologia de fabricação, o GFRP tem gradualmente conquistado uma ampla gama de aplicações em diversos campos. O GFRP geralmente consiste emfibra de vidroe uma matriz de resina. Especificamente, o GFRP é composto por três partes: fibra de vidro, matriz de resina e agente interfacial. Dentre elas, a fibra de vidro é uma parte importante do GFRP. As fibras de vidro são produzidas pela fusão e trefilação do vidro, e seu principal componente é o dióxido de silício (SiO2). As fibras de vidro apresentam vantagens como alta resistência, baixa densidade, resistência ao calor e à corrosão, conferindo resistência e rigidez ao material. Em segundo lugar, a matriz de resina é o adesivo do GFRP. As matrizes de resina mais comuns incluem resinas de poliéster, epóxi e fenólicas. A matriz de resina possui boa adesão, resistência química e resistência ao impacto, fixando e protegendo a fibra de vidro e transferindo cargas. Os agentes interfaciais, por sua vez, desempenham um papel fundamental entre a fibra de vidro e a matriz de resina. Os agentes interfaciais melhoram a adesão entre a fibra de vidro e a matriz de resina, aprimorando as propriedades mecânicas e a durabilidade do GFRP.
A síntese industrial geral de GFRP requer as seguintes etapas:
(1) Preparação da fibra de vidro:O material de vidro é aquecido e derretido, sendo preparado em diferentes formatos e tamanhos de fibra de vidro por métodos como trefilação ou pulverização.
(2) Pré-tratamento da fibra de vidro:Tratamento físico ou químico da superfície da fibra de vidro para aumentar sua rugosidade e melhorar a adesão interfacial.
(3) Disposição da fibra de vidro:Distribua a fibra de vidro pré-tratada no aparelho de moldagem de acordo com os requisitos do projeto para formar uma estrutura de arranjo de fibras predeterminada.
(4) Matriz de resina de revestimento:Aplique uma camada uniforme de resina sobre a fibra de vidro, impregne os feixes de fibra e coloque as fibras em contato total com a resina.
(5) Cura:A cura da matriz de resina é feita por meio de aquecimento, pressurização ou uso de materiais auxiliares (como um agente de cura) para formar uma estrutura composta resistente.
(6) Pós-tratamento:O GFRP curado é submetido a processos de pós-tratamento, como corte, polimento e pintura, para atingir os requisitos finais de qualidade e aparência da superfície.
A partir do processo de preparação acima descrito, pode-se observar que no processo deProdução de GFRPA preparação e o arranjo da fibra de vidro podem ser ajustados de acordo com diferentes objetivos do processo, diferentes matrizes de resina para diferentes aplicações e diferentes métodos de pós-processamento podem ser usados ​​para obter a produção de GFRP para diferentes aplicações. Em geral, o GFRP costuma ter uma variedade de boas propriedades, que são descritas em detalhes a seguir:
(1) Leve:O PRFV (Plástico Reforçado com Fibra de Vidro) possui baixa densidade em comparação com os materiais metálicos tradicionais, sendo, portanto, relativamente leve. Isso o torna vantajoso em diversas áreas, como aeroespacial, automotiva e de equipamentos esportivos, onde o peso próprio da estrutura pode ser reduzido, resultando em melhor desempenho e maior eficiência de combustível. Aplicado a estruturas prediais, a leveza do PRFV pode reduzir significativamente o peso de edifícios altos.
(2) Alta resistência: Materiais reforçados com fibra de vidroPossuem alta resistência, especialmente à tração e à flexão. A combinação da matriz de resina reforçada com fibra e fibra de vidro permite suportar grandes cargas e tensões, conferindo ao material excelentes propriedades mecânicas.
(3) Resistência à corrosão:O PRFV (Plástico Reforçado com Fibra de Vidro) possui excelente resistência à corrosão e não é suscetível a meios corrosivos como ácidos, álcalis e água salgada. Isso torna o material uma grande vantagem em diversos ambientes agressivos, como na área de engenharia naval, equipamentos químicos e tanques de armazenamento.
(4) Boas propriedades isolantes:O GFRP possui boas propriedades isolantes e pode isolar eficazmente a condução de energia eletromagnética e térmica. Isso faz com que o material seja amplamente utilizado na área de engenharia elétrica e isolamento térmico, como na fabricação de placas de circuito impresso, mangas isolantes e materiais de isolamento térmico.
(5) Boa resistência ao calor:GFRP temalta resistência ao calore é capaz de manter um desempenho estável em ambientes de alta temperatura. Isso o torna amplamente utilizado nos setores aeroespacial, petroquímico e de geração de energia, como na fabricação de pás de turbinas a gás, divisórias de fornos e componentes de equipamentos para usinas termelétricas.
Em resumo, o PRFV (Plástico Reforçado com Fibra de Vidro) apresenta vantagens como alta resistência, leveza, resistência à corrosão, boas propriedades isolantes e resistência ao calor. Essas propriedades o tornam um material amplamente utilizado nas indústrias da construção civil, aeroespacial, automotiva, de energia e química.