Fibras de reforço Vidro Fibra de vidro é o reforço mais usado e mais barato. Está disponível em três tipos principais. E-Glass é a forma padrão e também é conhecido como grau Elétrica. Ele tem baixíssimo teor de álcalis e boas propriedades elétricas, mecânicas e químicas. C-Glass é uma classe resistente a produtos químicos e é usado frequentemente em que a proteção de ambientes corrosivos é necessária. S-Glass, também conhecido como R-Glass, tem melhores propriedades mecânicas e é usado principalmente para aplicações aeroespaciais. Fibras de vidro de filamento contínuo são mais comumente produzido pelo processo de fusão direta. Aqui, vidro fundido é retirada através de um grande número de precisão dimensionado buchas de platina. O diâmetro dos furos de bucha é de 1 a 2 milímetros, mas a operação de enrolamento reduz o diâmetro do vidro para baixo de 10 a 15 mm. Todas as fibras são empresas (com tratamento de superfície), quando eles são produzidos. Este dimensionamento é fundamental para o desempenho do compósito, uma vez que determina a adesão entre o reforço de fibra e matriz polimérica. Carbono O principal impulso para o desenvolvimento de fibras de carbono vem da indústria aeroespacial com sua necessidade de um material com uma combinação de alta resistência, alta rigidez e baixo peso. Fibras de carbono são produzidos pela oxidação controlada e carbonização de materiais tom de celulose ou de poliacrilonitrila, conhecido como precursores. O uso de temperaturas até 2.600 ° C produz uma fibra de alta resistência. Aquecimento subsequente a 3000 ° C converte a fibra de alta resistência em uma fibra de alto módulo. Estes são os dois tipos básicos de fibras de carbono comercialmente disponíveis hoje. Como o vidro, fibra de carbono pode vir em várias formas, tais como tecido, fibra picada e filamento contínuo. No entanto, ao contrário de outras fibras de carbono tem um coeficiente ligeiramente negativos da expansão térmica ao longo do eixo da fibra. Isto significa que os compósitos com um coeficiente de expansão térmica longitudinal de zero podem ser produzidos com fibra de carbono. Eles têm a limitação de resistência ao impacto pobres. Aramida Fibras de aramida pertencem a uma classe de materiais conhecidos como polímeros líquido cristalinos. Eles têm uma força superior à relação de peso quando comparado com fibras de vidro e também fornecer excelente resistência à abrasão em uma composição. Eles são as fibras de escolha em coletes à prova de balas. No entanto, eles são pobres em compressão, normalmente oferece 1 / 3 do seu desempenho de tração. Assim, o uso de fibras de aramida em aplicações que estão sujeitas a cargas de compressão ou tensão alta resistência à flexão é limitado. DuPont e fibras de aramida fabricação Akzo sob os nomes comerciais Kevlar e Twaron respectivamente. Kevlar 29 tem cerca de meia e duas vezes o módulo de alongamento de Kevlar 49. No entanto, o primeiro tipo tem a maior resistência a impactos. Fibras outros Fibras de boro, carboneto de silício, alumina e polietileno têm sido usados com algum sucesso em plásticos reforçados com fibras (FRP é). Embora em grande parte substituídas por fibras de carbono, fibras de boro ainda são usados em certos componentes aeroespaciais e artigos esportivos. Fibras de alumina e carbeto de silício são úteis em altas temperaturas (c. 1000 ° C), enquanto que as fibras de polietileno têm substituído fibras de aramida em determinadas aplicações. Tecidos híbridos, onde uma mistura de fibras têm sido utilizados, são bastante comuns. Por exemplo, o vidro pode ser tecido com carbono para resultar em um componente de custo mais eficaz, porque o mais barato de vidro substitui o carbono mais caros, com apenas uma pequena redução nas propriedades requeridas. Híbridos de carbono e de aramida são usados onde a força e rigidez de fibras de carbono são necessários, juntamente com a resistência ao impacto de fibras de aramida. Matrizes Resinas termofixas são normalmente fornecidos como xaropes viscoso que, quando curada pela ação de um catalisador ou endurecedor, tornam-se materiais de alta peso molecular rígida que não vai amolecer em aquecimento. Dependendo da química, resinas termofixas pode ser processada tanto no ambiente ou em temperaturas elevadas. Resinas poliéster e epóxi representam cerca de 85% do mercado, com epóxis comandando a maioria de uso em aplicações de alto desempenho tipo aeroespacial. Poliéster Resinas de poliéster oferecem as vantagens de custo relativamente baixo, facilidade de manuseio, boas propriedades mecânicas e elétricas em conjunto com resistência química razoável. Eles podem ser formulados para dar uma variedade de propriedades diferentes, tais como resistência mecânica, aumento da flexibilidade e resiliência, melhorou intemperismo e resistência química e resistência ao fogo melhorada. Encolhimento na cura pode ser tão elevada quanto 8%, apesar de fibras de reforço tendem a reduzir este e resinas retracção controlada estão disponíveis. Notas de resina de poliéster que reduzem as emissões voláteis durante o processamento, especialmente de estireno, estão se tornando mais importante. Os principais usos de materiais de poliéster reforçado ter sido em cascos de barcos, fábricas de produtos químicos, painéis de construção, telhados e na fabricação de cabines de caminhões. Eles podem ser moldados por todos os processos thermosetting convencional, incluindo enrolamento filamentar e pultrusão (figuras l e 2). Seções pultrudados são usados principalmente em pórticos, passarelas, escadas e corrimãos.  | Figura 1. Esquemática do processo de enrolamento filamentar. |  | Figura 2. Esquemática do processo de pultrusão. |
Epóxi Resinas epóxi, tal como poliéster, pode ser formulado para proporcionar uma ampla gama de propriedades. Quando comparado com poliésteres, epóxi geralmente têm melhor resistência a álcalis e solventes, mas ligeiramente mais pobres resistência ao intemperismo. Suas propriedades elétricas, resistência ao desgaste e estabilidade térmica são excelentes. Epóxis, quando reforçados com fibras de aramida ou de carbono, são a matriz padrão para aplicações aeroespaciais de alta performance. Fibre epóxi reforçados são utilizados na indústria do lazer e esporte, e eles têm também substituiu componentes de metal alternativo, principalmente na indústria de tecelagem. Epóxi reforçada podem ser processados por todas as técnicas normais termofixas. Fibre, quer sob a forma de filamentos contínuos ou tecido, que foi pré impregnada com resina (pré-impregnados) pode ser processado por automatizada de fita de postura, de vácuo saco de moldagem (figura 3) ou de moldagem por autoclave. Pré-impregnados são normalmente produzidas pela passagem das fibras através de uma mistura de solvente / resina, com a remoção do solvente subseqüente, ou um hot melt de resina. Em ambos os casos, a resina contém os endurecedores necessário e catalisadores. Embora mais caros, impregnados tendem a dar resultados mais confiáveis, quando comparado com impregnação mão, com um maior grau de controle sobre propriedades como a fração de volume de fibras e porosidade da matriz. Uma desvantagem com epóxi pré-impregnados é a sua vida útil limitada, mesmo quando armazenados a 25 ° C. Eles também requerem temperaturas elevadas para a cura.  | Figura 3. O vácuo saco de processo de moldagem. |
Vinil éster Ésteres de vinilo consistem no backbone química de uma resina epóxi com o mecanismo de cura de um poliéster. Essencialmente, a resistência química melhorada é combinada com a facilidade de processamento de um sistema de poliéster, com custo e desempenho mecânico no meio do caminho caindo entre os dois. Ésteres de vinilo encontrar o seu principal uso em aplicações químicas vegetais, tais como tanques de armazenamento e tubulações. Eles geralmente são processados por enrolamento filamentar. Fenólicos Resinas fenólicas são inerentemente resistentes ao fogo e possuir os benefícios adicionais de baixa emissão de fumaça e emissão de fumos tóxicos durante a degradação térmica. Estes materiais são mais familiares como isoladores poliméricos na indústria elétrica do que matrizes para compósitos estruturais, principalmente devido à sua fragilidade e as dificuldades tradicionalmente associadas com o seu tratamento, que incluem alta reatividade, o ácido catálise e geração de vapor de água. Compostos fenólicos são usados para painéis decorativos que necessitem de combinar estética e de proteção contra incêndio, por exemplo, painéis interiores de aeronaves. Inovações recentes em química de resina agora estão fazendo o seu uso em aplicações estruturais viáveis. Tendências materiais Atenção é focada em resinas temperatura mais alta, como Poliimidas e bismaleimides que podem tolerar serviço contínuo na faixa de 200-300 ° C. Outra área de alta prioridade é o desenvolvimento de rápido e de baixa temperatura sistemas de resina de cura para permitir uma maior produtividade e as vantagens associadas econômica do processamento eficiente. A introdução de resinas e fibras de carbono temperado de alta tensão estão empurrando as barreiras para a frente em desempenho mecânico, enquanto hibridização de tecidos de reforço é permitir o uso eficaz de reforço para alcançar melhores propriedades e redução de custos. |