Composição e aplicação do composto de moldagem de chapas

O composto de moldagem em folha (SMC, do inglês Sheet Molding Compound) é composto principalmente por resina de poliéster insaturada, com adição de agente de cura, agente desmoldante, carga, agente de baixa contração, espessante, etc. O composto de moldagem é revestido com filme de polietileno (PE). Este artigo descreve brevemente a composição e a classificação das aplicações do SMC.

Composição do composto de moldagem de chapas

O SMC é composto por resina de poliéster insaturada, agente de reticulação, iniciador, carga, espessante, agente desmoldante, fibra de vidro e inibidor de polimerização. Dentre esses componentes, as quatro primeiras categorias fornecem principalmente a estrutura do material e aumentam sua resistência. As quatro últimas categorias são responsáveis ​​pelas propriedades de aumento de viscosidade, resistência à corrosão, isolamento e estabilidade estrutural do produto.

1. A resina de poliéster insaturada e os agentes de reticulação são os principais componentes do SMC. As resinas de poliéster insaturadas são geralmente policondensadas a partir de ácidos dicarboxílicos insaturados (ou anidridos), ácidos dicarboxílicos saturados (ou anidridos) e polióis. Possuem determinadas propriedades mecânicas e resistência, e a força interna é uniforme. O agente de reticulação é principalmente o estireno. Após a reticulação, os dois se tornam os principais materiais responsáveis ​​pela plasticidade de cura do produto, desempenhando funções de conexão, suporte, equilíbrio de transmissão e proteção.

2. O iniciador promove a cura e a formação da pasta resinosa com a resina e o agente de reticulação. Sua função principal é promover a copolimerização da resina e da ligação dupla do monômero de reticulação, como o estireno, permitindo que o SMC se solidifique e forme na cavidade do molde.

3. O material de enchimento ocupa mais de um terço do composto de moldagem em folha e pode ajustar a viscosidade do composto. Geralmente, precisa ter características como baixa densidade, baixa adsorção de óleo, poucos poros, resistência à corrosão e baixo custo. Os componentes de enchimento mais comuns são CaCO3, Al(OH)3, entre outros.

4. Os espessantes conferem ao SMC uma alta viscosidade e uma propriedade antiaderente. A preparação de compostos de moldagem em lâminas e em massa requer uma baixa viscosidade da resina para facilitar a impregnação da fibra de vidro e do material de enchimento. Já a moldagem por compressão exige uma viscosidade mais elevada. Portanto, é necessário adicionar um espessante antes do processo de moldagem para converter a baixa viscosidade da impregnação da fibra de vidro em uma alta viscosidade que não seja pegajosa.

5. O agente desmoldante impede que o composto de moldagem em folha tenha afinidade com a superfície do molde metálico. Ele evita que a resina de poliéster insaturada interaja com a superfície do molde durante o processo de plastificação da mistura de resina. É composto principalmente por ácidos graxos de cadeia longa ou sais, como o estearato de zinco. O uso excessivo pode comprometer o desempenho do produto. Recomenda-se o uso de 1 a 3% do produto total para garantir a qualidade.

6. As fibras de vidro podem melhorar a resistência à corrosão e as propriedades de isolamento do SMC. O composto de moldagem de chapas geralmente utiliza mantas de fibra de vidro picada como material de reforço. O uso excessivo pode facilmente tornar o produto muito fofo, enquanto uma dose muito pequena não terá um efeito de reforço significativo. A quantidade geralmente utilizada é de cerca de 20%. Dessa forma, o produto pode atender simultaneamente aos processos de moldagem por extrusão e moldagem por compressão.

7. O inibidor aumenta a estabilidade do SMC e prolonga o período de armazenamento. Como o iniciador estireno se decompõe lentamente, causando a polimerização da resina, a adição de uma quantidade adequada de sequestrador de radicais livres (inibidor de polimerização) pode diminuir a velocidade de decomposição do estireno e prolongar seu período de armazenamento. Os inibidores são geralmente benzoquinonas e compostos fenólicos polivalentes.

Aplicação de produtos de composto de moldagem de chapas

O SMC apresenta vantagens como excelente desempenho elétrico, forte resistência à corrosão, leveza e facilidade e flexibilidade no projeto de engenharia. Suas propriedades mecânicas são comparáveis ​​às de alguns materiais metálicos. Portanto, é amplamente utilizado em oito setores, como a indústria automotiva, veículos ferroviários, construção civil, eletrodomésticos e comunicações (Tabela 1).

Entre eles, na fase inicial, foi usado principalmente na forma de placas isolantes nos setores da construção civil, eletrodomésticos e comunicações, e a tecnologia é relativamente madura. Posteriormente, passou a ser utilizado na indústria automobilística para substituir parte dos materiais de aço e liga de alumínio da carroceria, reduzindo o peso do veículo.

No contexto atual de economia de energia e redução de emissões, bem como do desenvolvimento de veículos de novas energias, a tecnologia de produtos automotivos continua a evoluir em direção a materiais leves e de alta qualidade. Até hoje, a aplicação de materiais SMC (Solid Composite Material) pode ser vista em diversos aspectos do nosso cotidiano, como comunicações sem fio, invólucros elétricos à prova de explosão, materiais de isolamento de solo, banheiros e instalações ferroviárias de alta velocidade.

Tabela 1. Oito principais aplicações e subdivisões dos materiais SMC.

Resumir

A resina de poliéster insaturada, o agente de reticulação, o iniciador e o material de enchimento presentes no composto de moldagem em folha (SMC) fornecem a estrutura do produto e aumentam sua resistência. O espessante, o agente desmoldante, a fibra de vidro e o inibidor de polimerização conferem viscosidade, resistência à corrosão, isolamento e estabilidade estrutural ao produto. Esses produtos têm sido aplicados em oito grandes áreas, incluindo a indústria automotiva e a ferroviária. No contexto atual de conservação de energia, proteção ambiental e baixo consumo energético, a indústria automotiva tem exigido cada vez mais dos materiais SMC devido à necessidade de materiais mais leves. Esse é o principal fator que impulsiona o desenvolvimento da tecnologia SMC.

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