Revisão das Resinas Compostas Termoplásticas

Nos últimos anos, os compósitos termoplásticos reforçados com fibra, baseados em resinas termoplásticas, ganharam popularidade, com pesquisadores e indústrias em todo o mundo focados no desenvolvimento desses materiais de alto desempenho. Os processos de moldagem termoplástica mais comuns incluem moldagem por compressão, moldagem por injeção de resina, enrolamento de filamentos e pultrusão. Escolher o tipo adequado de resina plástica é crucial nesses processos, pois afeta diretamente as características e o desempenho do produto final. Cada tipo de resina oferece uma variedade de vantagens, permitindo que os fabricantes adaptem sua seleção de material aos requisitos específicos do produto.

Resinas Termoplásticas Comuns para Compósitos

As resinas termoplásticas de alto desempenho mais comuns—Poliéter-éter-cetona (PEEK), Poliéter-cetona-cetona (PEKK), Poliamida-imida (PAI), Sulfeto de Polifenileno (PPS), Polieterimida (PEI), Polietersulfona (PES) e Polímero de Cristal Líquido (LCP)—desempenham bem em ambientes de alta temperatura. Uma vez endurecidas, elas não absorvem água nem se degradam em condições de umidade. Essas resinas, reforçadas com fibras de alto desempenho, prolongam a vida útil dos pré-impregnados sem refrigeração e exibem excelente resistência ao impacto e amortecimento de vibrações. Elas também oferecem oportunidades para o uso de conteúdo reciclado e simplificam a reciclagem de resíduos e sucatas estruturais.

Resina de Poliéter-éter-cetona (PEEK)

A resina PEEK tem uma alta temperatura de transição vítrea (143°C) e ponto de fusão (334°C), tornando-a confiável para aplicações que requerem resistência ao calor. Também possui excelente resistência ao creep, alta resistência à tração e é ecologicamente amigável.

Aplicações Comuns: PEEK é amplamente utilizada nos setores aeroespacial, automotivo, biomédico e elétrico. É adequada para a fabricação de rolamentos, cabos isolados, engrenagens de segurança, bombas, peças de máquinas pesadas, válvulas, compressores, semicondutores, etc. Os principais produtores de PEEK na China incluem Kangsheng New Materials, Water Co., Zhongyan ZYPEEK Co., ARKPEEK e Zhaomin Technology.

Resina de Poliéter-cetona-cetona (PEKK)

PEKK é um polímero de alto desempenho composto por éter difenil e cloreto de isoftaloíla ou cloreto de tereftaloíla, com uma unidade repetitiva contendo uma ligação de éter e duas ligações de cetona em sua estrutura de cadeia principal.

Propriedades: A resina PEKK oferece resistência extremamente alta à temperatura, com temperaturas de uso a longo prazo de 250~260°C e uso a curto prazo até 300°C. Possui alta rigidez, resistência à tração, resistência à compressão, resistência ao impacto, excelente resistência à chama, retardância de chama inerente e baixa emissão de fumaça. Também possui resistência química superior, força dielétrica, propriedades de isolamento e resistência ao atrito.

Aplicações Comuns: PEKK é usada em materiais estruturais de alta temperatura e de isolamento elétrico, revestimentos antiaderentes, compósitos termoplásticos de fibra de carbono, filamentos e pós para impressão 3D, produtos moldados por injeção, placas extrudadas, filmes eletrônicos e mais. É amplamente aplicada na aeroespacial, impressão 3D, eletrônica 5G, extração de petróleo e gás, dispositivos médicos, implantes dentários e ósseos e veículos de nova energia. A Shandong Kangsheng New Material Co. é atualmente a única empresa nacional com direitos de propriedade intelectual independentes e capacidade de produzir PEKK.

Resina de Poliamida-imida (PAI)

A resina PAI, um polímero de alto desempenho com anéis de imida alternados e ligações de amida, possui resistência incomparável entre os plásticos industriais não reforçados, com uma resistência à tração superior a 172 MPa e uma temperatura de distorção térmica de 274°C sob uma carga de 1,8 MPa.

Propriedades: PAI mantém as excelentes propriedades dos polimidas, como resistência ao calor, propriedades mecânicas, resistência ao creep, resistência à radiação e estabilidade química, sendo mais fácil de processar. Também possui melhor rigidez e estabilidade química em comparação com polimidas e é mais solúvel em solventes orgânicos.

Aplicações Comuns: PAI adere bem a metais e outros materiais, sendo adequada para uso em revestimentos de fios esmaltados, vernizes impregnantes, filmes, laminados, revestimentos e adesivos. Por exemplo, fios esmaltados feitos de PAI são usados em motores de mergulho profundo de classe H, laminados em placas de circuito impresso e soquetes, e filmes como materiais de isolamento de enrolamento.

Resina de Sulfeto de Polifenileno (PPS)

PPS, a resina termoplástica mais amplamente utilizada entre os sulfetos de poliarleno (PAS), é composta por anéis de benzeno alternados e átomos de para-enxofre. A estrutura rígida dos anéis de benzeno confere alta cristalinidade e resistência à corrosão, enquanto as ligações flexíveis de sulfeto e a retardância de chama inerente garantem que atenda ao nível de resistência à chama UL-94-V0 sem retardadores de chama adicionais.

Aplicações Comuns: Resinas de PPS modificadas podem ser usadas em plásticos de engenharia, fibras, filmes e revestimentos em vários campos. Os principais produtores de PPS na China incluem Zhejiang NHU, Chongqing Polyseal, Shandong Sainji, Guangdong Hongshu, Zhuhai Changxian, Jiangsu Ouruida, Suzhou Napol, Sichuan Zhongke Xingye e Chengdu Letian Plastics.

Resina de Polieterimida (PEI)

PEI, conhecida como Polieterimida, é um plástico de engenharia termoplástico amorfo de cor âmbar, com ligações de éter flexíveis (-R-O-R-) introduzidas nas moléculas de cadeia longa de polimida rígida. Combina grupos funcionais de amina aromática com ligações de éter, oferecendo uma alternativa termoplástica de menor custo e maior rendimento em comparação com outras polimidas aromáticas.

Aplicações Comuns: PEI é usada nas indústrias eletrônica, elétrica e aeroespacial como substituto de metal em produtos tradicionais e itens do dia a dia. Notavelmente, pode substituir metais na fabricação de conectores de fibra óptica, otimizando estruturas de componentes, simplificando processos de fabricação e montagem e reduzindo os custos finais do produto em cerca de 40%. Compósitos de PEI com fibra de carbono são usados em vários componentes de helicópteros, e a espuma de PEI é usada como material de isolamento e à prova de som em máquinas de transporte e aeronaves.

Polímero de Cristal Líquido (LCP)

LCP, um poliéster totalmente aromático, apresenta estruturas moleculares únicas com orientação molecular unidimensional ou bidimensional de longo alcance, oferecendo alta resistência ao calor, alto módulo, baixa viscosidade de fusão, mínima expansão térmica, baixa perda dielétrica e alta resistência.

Aplicações Comuns: LCP é usado em plásticos de engenharia, filmes e fibras. As aplicações incluem conectores de alta velocidade, vibradores de antenas de estações base 5G e materiais de substrato FCCL para antenas. Os principais produtores domésticos de LCP incluem Kingfa Sci. & Tech., Water New Material, Shanghai Prite, Nantong Haidi, Nanjing Qingyan, Ningbo Haigera e Ningbo Ju Jia New Material.

Vantagens da Moldagem de Compósitos Termoplásticos

1, Flexibilidade de Design: Os materiais termoplásticos oferecem flexibilidade de design incomparável, permitindo que os fabricantes criem formas complexas, texturas e designs personalizados usando tecnologia de termoformagem. Essa versatilidade os torna ideais para a produção de produtos intricados e visualmente atraentes, adaptados às necessidades específicas dos clientes.

2, Custo-Benefício: As resinas plásticas termoformadas são economicamente vantajosas, envolvendo custos mínimos de moldes e configuração, tornando-as adequadas para produção em pequena e grande escala. Além disso, a natureza leve dos materiais termoplásticos ajuda a reduzir os custos de transporte e manuseio.

3, Reciclabilidade e Sustentabilidade: Muitas resinas termoplásticas usadas na termoformagem são conhecidas por sua reciclabilidade e sustentabilidade, atendendo à crescente demanda por práticas de fabricação ecologicamente corretas. Essas resinas podem ser facilmente recicladas e reutilizadas, reduzindo o impacto ambiental e promovendo uma economia circular. Utilizando vários tipos de materiais termoplásticos na termoformagem, os fabricantes contribuem para a produção sustentável e reduzem as pegadas de carbono.