Neste estudo foram investigadas as reações de síntese e cura de resinas fenólicas líquidas que são empregadas na fabricação de perfis reforçados com fibra de vidro utilizando o processo de pultrusão. Reações químicas envolvendo o fenol e o formaldeído foram realizadas em laboratório com o objetivo de produzir resinas fenólicas líquidas do tipo novolaca cuja viscosidade fosse em torno de 700-2000 mPa.s variando-se o tipo de catalisador ácido e o agente de cura. As resinas fenólicas obtidas foram submetidas a análises por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória de Varredura (DSC), Colorimetria, Viscosimetria, Tempo de Gel, Tempo de cura e Flamabilidade. Além disto, também foram avaliadas a reatividade e a processabilidade destas resinas. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles adquiridos para uma resina fenólica comercial do tipo resol. Verificou-se que as resinas novolacas produzidas neste trabalho são mais estáveis quimicamente do que a resol comercial. Além disto, as resinas novolacas obtidas apresentaram a gelificação em um período de tempo menor, favorecendo assim, o aumento na velocidade da reação de cura destas resinas. A análise por TGA mostrou que as resinas novolacas possuem estabilidade térmica e temperatura máxima de degradação superior à resina comercial empregada tornando-as mais adequadas para serem utilizadas no processo de pultrusão. O teste de flamabilidade mostrou que ambas resinas são auto-extinguíveis, correspondendo às especificações da norma UL-94. Através dos resultados obtidos neste trabalho, verificou-se que é possível desenvolver resinas fenólicas líquidas do tipo novolaca de baixo custo, que atendem as exigências do mercado nacional e que são adequadas ao processo de pultrusão. / The synthesis and cure reactions of liquid state phenolic resins used in the production of profiles reinforced with glass fiber using the pultrusion process has been investigated. Chemical reactions involving phenol and formaldehyde were carried out at the laboratory with the aim of producing liquid state novolac type phenolic resins whose viscosity was about 700-2000 mPa.s varying the acid catalyst type and the cure agent. The phenolic resins were submitted to analyses of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Colorimetry, Viscosimetry, Gel Time, Curing Time and Flamability. Besides, the reactivity and the processability of these resins were also investigated. The results were compared with those acquired for a commercial resol type phenolic resin. It was verified that the novolac resins obtained in this work are chemically stabler than the commercial resol. Also, the liquid state novolac type phenolic resins completed its gelification reaction in a smaller time, increasing, therefore, the cure reaction rate of these resins. The TGA analysis showed that the novolac resins possess higher thermal stability and maximum temperature of degradation than the commercial resin which assures its use in the pultrusion process. The flamability test showed that both resins are self-extinguishing, complying with the specifications of the UL-94. Through the results obtained in this work, it is possible to develop liquid state novolac type phenolic resins with low cost, which attends the demands of the national markets and is proper to the pultrusion process.

Neste estudo foram investigadas as reações de síntese e cura de resinas fenólicas líquidas que são empregadas na fabricação de perfis reforçados com fibra de vidro utilizando o processo de pultrusão. Reações químicas envolvendo o fenol e o formaldeído foram realizadas em laboratório com o objetivo de produzir resinas fenólicas líquidas do tipo novolaca cuja viscosidade fosse em torno de 700-2000 mPa.s variando-se o tipo de catalisador ácido e o agente de cura. As resinas fenólicas obtidas foram submetidas a análises por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória de Varredura (DSC), Colorimetria, Viscosimetria, Tempo de Gel, Tempo de cura e Flamabilidade. Além disto, também foram avaliadas a reatividade e a processabilidade destas resinas. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles adquiridos para uma resina fenólica comercial do tipo resol. Verificou-se que as resinas novolacas produzidas neste trabalho são mais estáveis quimicamente do que a resol comercial. Além disto, as resinas novolacas obtidas apresentaram a gelificação em um período de tempo menor, favorecendo assim, o aumento na velocidade da reação de cura destas resinas. A análise por TGA mostrou que as resinas novolacas possuem estabilidade térmica e temperatura máxima de degradação superior à resina comercial empregada tornando-as mais adequadas para serem utilizadas no processo de pultrusão. O teste de flamabilidade mostrou que ambas resinas são auto-extinguíveis, correspondendo às especificações da norma UL-94. Através dos resultados obtidos neste trabalho, verificou-se que é possível desenvolver resinas fenólicas líquidas do tipo novolaca de baixo custo, que atendem as exigências do mercado nacional e que são adequadas ao processo de pultrusão. / The synthesis and cure reactions of liquid state phenolic resins used in the production of profiles reinforced with glass fiber using the pultrusion process has been investigated. Chemical reactions involving phenol and formaldehyde were carried out at the laboratory with the aim of producing liquid state novolac type phenolic resins whose viscosity was about 700-2000 mPa.s varying the acid catalyst type and the cure agent. The phenolic resins were submitted to analyses of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Colorimetry, Viscosimetry, Gel Time, Curing Time and Flamability. Besides, the reactivity and the processability of these resins were also investigated. The results were compared with those acquired for a commercial resol type phenolic resin. It was verified that the novolac resins obtained in this work are chemically stabler than the commercial resol. Also, the liquid state novolac type phenolic resins completed its gelification reaction in a smaller time, increasing, therefore, the cure reaction rate of these resins. The TGA analysis showed that the novolac resins possess higher thermal stability and maximum temperature of degradation than the commercial resin which assures its use in the pultrusion process. The flamability test showed that both resins are self-extinguishing, complying with the specifications of the UL-94. Through the results obtained in this work, it is possible to develop liquid state novolac type phenolic resins with low cost, which attends the demands of the national markets and is proper to the pultrusion process.

Neste estudo foram investigadas as reações de síntese e cura de resinas fenólicas líquidas que são empregadas na fabricação de perfis reforçados com fibra de vidro utilizando o processo de pultrusão. Reações químicas envolvendo o fenol e o formaldeído foram realizadas em laboratório com o objetivo de produzir resinas fenólicas líquidas do tipo novolaca cuja viscosidade fosse em torno de 700-2000 mPa.s variando-se o tipo de catalisador ácido e o agente de cura. As resinas fenólicas obtidas foram submetidas a análises por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória de Varredura (DSC), Colorimetria, Viscosimetria, Tempo de Gel, Tempo de cura e Flamabilidade. Além disto, também foram avaliadas a reatividade e a processabilidade destas resinas. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles adquiridos para uma resina fenólica comercial do tipo resol. Verificou-se que as resinas novolacas produzidas neste trabalho são mais estáveis quimicamente do que a resol comercial. Além disto, as resinas novolacas obtidas apresentaram a gelificação em um período de tempo menor, favorecendo assim, o aumento na velocidade da reação de cura destas resinas. A análise por TGA mostrou que as resinas novolacas possuem estabilidade térmica e temperatura máxima de degradação superior à resina comercial empregada tornando-as mais adequadas para serem utilizadas no processo de pultrusão. O teste de flamabilidade mostrou que ambas resinas são auto-extinguíveis, correspondendo às especificações da norma UL-94. Através dos resultados obtidos neste trabalho, verificou-se que é possível desenvolver resinas fenólicas líquidas do tipo novolaca de baixo custo, que atendem as exigências do mercado nacional e que são adequadas ao processo de pultrusão. / The synthesis and cure reactions of liquid state phenolic resins used in the production of profiles reinforced with glass fiber using the pultrusion process has been investigated. Chemical reactions involving phenol and formaldehyde were carried out at the laboratory with the aim of producing liquid state novolac type phenolic resins whose viscosity was about 700-2000 mPa.s varying the acid catalyst type and the cure agent. The phenolic resins were submitted to analyses of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Colorimetry, Viscosimetry, Gel Time, Curing Time and Flamability. Besides, the reactivity and the processability of these resins were also investigated. The results were compared with those acquired for a commercial resol type phenolic resin. It was verified that the novolac resins obtained in this work are chemically stabler than the commercial resol. Also, the liquid state novolac type phenolic resins completed its gelification reaction in a smaller time, increasing, therefore, the cure reaction rate of these resins. The TGA analysis showed that the novolac resins possess higher thermal stability and maximum temperature of degradation than the commercial resin which assures its use in the pultrusion process. The flamability test showed that both resins are self-extinguishing, complying with the specifications of the UL-94. Through the results obtained in this work, it is possible to develop liquid state novolac type phenolic resins with low cost, which attends the demands of the national markets and is proper to the pultrusion process.

A utilização de resinas epóxi na fabricação de materiais compósitos vem crescendo substancialmente nos últimos anos. O processo de pultrusão também acompanha esta tendência e a demanda por dados técnicos a respeito desta resina vem crescendo, sendo cada vez mais objeto de pesquisa em universidades e empresas. A pultrusão é um processo contínuo de fabricação de materiais compósitos. O processo consiste basicamente em duas etapas a saber: a impregnação, onde se tem a aplicação da mistura com resina, endurecedor e aditivos sobre as fibras; a cura do perfil, onde o material compósito passa pelo processo de reticulação, adquirindo sua forma final e suas diferentes propriedades mecânicas, físicas e químicas. O interesse deste trabalho reside especialmente sobre este tipo de resina pelo fato de que seu emprego no processo de pultrusão confere excelentes propriedades químicas e elétricas ao perfil fabricado. Dadas às características do processo de pultrusão, o conhecimento do comportamento da resina, do ponto de vista físico e cinético, é requisito básico para a obtenção de produtos de qualidade. Apresentando um comportamento diferenciado de resinas poliéster, as resinas epóxi possuem características especiais que tornam o seu uso no processo de pultrusão bastante desafiador. Através de ensaios térmicos (calorimetria exploratória diferencial – DSC- e análise termogravimétrica – TGA) foi possível verificar o comportamento das resinas epóxi misturadas com endurecedor As resinas estudadas apresentaram boa resistência térmica, com temperaturas de degradação superiores a 1500C. Quando testadas no DSC, as resinas apresentaram diferentes calores de reação para cada um das condições testadas, destacando-se a resina LY-553 como adequada para uso no processo de pultrusão. Testes verificando tempo de gel e viscosidade complementaram os dados, fornecendo informações úteis para o estudo das resinas na área de impregnação no processo de pultrusão. Estes testes confirmaram a aplicabilidade da resina LY-553 no processo de pultrusão, bem como qualificaram a resina GY-281 como uma possível alternativa para a produção de perfis pultrudados.

A utilização de resinas epóxi na fabricação de materiais compósitos vem crescendo substancialmente nos últimos anos. O processo de pultrusão também acompanha esta tendência e a demanda por dados técnicos a respeito desta resina vem crescendo, sendo cada vez mais objeto de pesquisa em universidades e empresas. A pultrusão é um processo contínuo de fabricação de materiais compósitos. O processo consiste basicamente em duas etapas a saber: a impregnação, onde se tem a aplicação da mistura com resina, endurecedor e aditivos sobre as fibras; a cura do perfil, onde o material compósito passa pelo processo de reticulação, adquirindo sua forma final e suas diferentes propriedades mecânicas, físicas e químicas. O interesse deste trabalho reside especialmente sobre este tipo de resina pelo fato de que seu emprego no processo de pultrusão confere excelentes propriedades químicas e elétricas ao perfil fabricado. Dadas às características do processo de pultrusão, o conhecimento do comportamento da resina, do ponto de vista físico e cinético, é requisito básico para a obtenção de produtos de qualidade. Apresentando um comportamento diferenciado de resinas poliéster, as resinas epóxi possuem características especiais que tornam o seu uso no processo de pultrusão bastante desafiador. Através de ensaios térmicos (calorimetria exploratória diferencial – DSC- e análise termogravimétrica – TGA) foi possível verificar o comportamento das resinas epóxi misturadas com endurecedor As resinas estudadas apresentaram boa resistência térmica, com temperaturas de degradação superiores a 1500C. Quando testadas no DSC, as resinas apresentaram diferentes calores de reação para cada um das condições testadas, destacando-se a resina LY-553 como adequada para uso no processo de pultrusão. Testes verificando tempo de gel e viscosidade complementaram os dados, fornecendo informações úteis para o estudo das resinas na área de impregnação no processo de pultrusão. Estes testes confirmaram a aplicabilidade da resina LY-553 no processo de pultrusão, bem como qualificaram a resina GY-281 como uma possível alternativa para a produção de perfis pultrudados.

A utilização de resinas epóxi na fabricação de materiais compósitos vem crescendo substancialmente nos últimos anos. O processo de pultrusão também acompanha esta tendência e a demanda por dados técnicos a respeito desta resina vem crescendo, sendo cada vez mais objeto de pesquisa em universidades e empresas. A pultrusão é um processo contínuo de fabricação de materiais compósitos. O processo consiste basicamente em duas etapas a saber: a impregnação, onde se tem a aplicação da mistura com resina, endurecedor e aditivos sobre as fibras; a cura do perfil, onde o material compósito passa pelo processo de reticulação, adquirindo sua forma final e suas diferentes propriedades mecânicas, físicas e químicas. O interesse deste trabalho reside especialmente sobre este tipo de resina pelo fato de que seu emprego no processo de pultrusão confere excelentes propriedades químicas e elétricas ao perfil fabricado. Dadas às características do processo de pultrusão, o conhecimento do comportamento da resina, do ponto de vista físico e cinético, é requisito básico para a obtenção de produtos de qualidade. Apresentando um comportamento diferenciado de resinas poliéster, as resinas epóxi possuem características especiais que tornam o seu uso no processo de pultrusão bastante desafiador. Através de ensaios térmicos (calorimetria exploratória diferencial – DSC- e análise termogravimétrica – TGA) foi possível verificar o comportamento das resinas epóxi misturadas com endurecedor As resinas estudadas apresentaram boa resistência térmica, com temperaturas de degradação superiores a 1500C. Quando testadas no DSC, as resinas apresentaram diferentes calores de reação para cada um das condições testadas, destacando-se a resina LY-553 como adequada para uso no processo de pultrusão. Testes verificando tempo de gel e viscosidade complementaram os dados, fornecendo informações úteis para o estudo das resinas na área de impregnação no processo de pultrusão. Estes testes confirmaram a aplicabilidade da resina LY-553 no processo de pultrusão, bem como qualificaram a resina GY-281 como uma possível alternativa para a produção de perfis pultrudados.

A pultrusão é um processo de manufatura que é usado para fabricação de materiais compósitos de secção constante. Este processo consiste de um sistema de tracionamento da fibra por um puxador contínuo, em que os filamentos de fibra são impregnados em um banho de resina, posteriormente, a fibra impregnada com a resina passa por um molde aquecido, em que neste, as altas temperaturas induzem a ocorrência de reações químicas exotérmicas, provocando a polimerização, que é a cura do material compósito. Nos últimos anos a demanda destes materiais tem aumentado bastante nos mais diversos segmentos como na indústria automobilística e aeroespacial uma vez que estes materiais apresentam características importantes como: alta resistência à ambientes corrosivos, baixo peso, baixa condutividade elétrica. O processo da pultrusão pode ser entendido como um problema de difusão-reação-advecção modelado por duas equações diferenciais parciais: energia e grau de cura. Estas equações são acopladas por um termo fonte proveniente da reação de cinética de cura. Neste trabalho, procurou-se analisar os diferentes modelos (abordagens elíptica e parabólica) existentes para o processo de pultrusão, a fim de avaliar os fenômenos efetivos deste processo, adicionalmente obteve -se vários resultados no que dizem respeito às condições de operação deste processo com vistas a sua otimização, como a influência da fração de fibra, temperatura da parede do molde, temperatura de entrada no molde, velocidade de tração, diâmetro do molde e propriedades térmicas do compósito variáveis com a temperatura e com o grau de cura, procurando quantificar os efeitos destas variáveis. Os resultados revelaram que as modelagens elípticas e parabólicas apresentam previsões dos perfis de temperatura e grau de cura similares para velocidades de tração mais elevada (Pe >70). As variáveis como: fração de fibra e o diâmetro do material pultrudado bem como a temperatura da parede do molde e propriedades térmicas do compósito apresentaram forte influência no processo da pultrusão, ao contrário da temperatura de entrada do molde que, na faixa de condições de operação estudadas, não apresentou efeito significativo.

Os objetivos deste trabalho foram caracterizar mecanicamente materiais compósitos obtidos pelo processo de pultrusão, identificar os danos provenientes do processo e de carregamentos mecânicos e analisar os mecanismos e progressão dos danos e conseqüente perda de rigidez do material devido à propagação dos danos. A primeira etapa consistiu em levantar as frações de volume de fibra por análise termogravimétrica e por queima da matriz. Com a finalidade de se identificar danos oriundos do processo, seguiram-se ensaios não destrutivos utilizando-se as técnicas de inspeção visual, rais X e ultrassom. foram identificados corpos de prova íntegros e com danos. Os danos, então, foram observados estufamentos do perfil, trincas, porosidades, bolhas e regiões ricas em resina. A partir dos corpos de prova íntegros, foi realizada a caracterização mecânica por meio de ensaios de tração, compressão e flexão. Posteriormente, corpos de prova de tração foram submetidos a variação de carregamento para identificação e análise dos danos. Nesta etapa, os danos observados foram deslocamento fibra/matriz, splitting, hackles e ruptura de fibra. Para compressão e flexão foram realizadas apenas análise dos modos de ruptura final. Em todas estas análises, utilizaram-se as técnicas de Microscopia Óptica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Finalmente, para se analisar a perda de rigidez e o aumento da densidade de trincas foram ensaiados adicionalmente corpos de prova de tração submetidos a diferentes níveis de carregamento em relação à tensão de ruptura final. Os materiais utilizados neste trabalho foram fibra de vidro E/resina poliéster e fibra de vidro E/resina estervinílica.

Pultrusão é um de vários processos de fabricação de compósitos poliméricos. Seu princípio de funcionamento envolve a utilização de um conjunto de fibras de reforço, impregnadas previamente por uma resina polimérica termorrígida, que percorre o interior de uma matriz aquecida a fim curar a resina e dar o formato a um perfil sólido. Muitas variáveis de processo, tais como a temperatura das zonas de aquecimento sobre a matriz, a velocidade de tracionamento, a impregnação das fibras, a viscosidade da resina, entre outras, afetam a eficiência do processo assim como a qualidade e o desempenho dos compósitos. Neste estudo, foi investigada a influência do teor de fibra de vidro, do teor de carbonato de cálcio e da temperatura do reservatório de resina nas propriedades mecânicas, como a resistência à tração, o módulo de elasticidade, o alongamento até a ruptura e a dureza de barras sólidas circulares que foram fabricadas utilizando uma resina poliéster insaturada e um único peróxido orgânico. Foi constatado que o processo de pultrusão pode ser realizado utilizando um único iniciador de reação. Além disto, os resultados mostraram que a temperatura do reservatório de resina, o teor de carbonato de cálcio e o teor de fibra de vidro influenciaram de forma significativa nas propriedades das barras pultrudadas. Por fim, este estudo mostrou que é possível melhorar as características destes compósitos e, desta forma, desenvolver materiais que apresentem melhor qualidade e desempenho. / Pultrusion is one of several manufacturing processes of polymer composites. Its operating principle involves the use of a set of reinforcing fibers pre-impregnated with a thermoset resin which run through the interior of a heated die in order to cure the resin and to form a solid profile. Many processing variables such as die temperature, pulling speed, fiber impregnation, resin viscosity, among others, affect the process efficiency as well as the quality and performance of the pultruded composites. In this research, the influence of the glass fiber content, calcium carbonate content and the temperature of the resin bath on the mechanical properties, such as tensile strength, elastic modulus, elongation at break and superficial hardness of solid rods made with an unsaturated polyester resin and a single organic peroxide were investigated. It was observed that pultrusion process can be carried out using a single reaction initiator. In addition, the results showed that the temperature of the resin bath, the calcium carbonate and the glass fiber content have influenced significantly in the properties of the solid rods. Finally, this study showed that it is possible to improve the characteristics of such composites and, therefore, to develop materials that have good quality and performance.

Pultrusão é um de vários processos de fabricação de compósitos poliméricos. Seu princípio de funcionamento envolve a utilização de um conjunto de fibras de reforço, impregnadas previamente por uma resina polimérica termorrígida, que percorre o interior de uma matriz aquecida a fim curar a resina e dar o formato a um perfil sólido. Muitas variáveis de processo, tais como a temperatura das zonas de aquecimento sobre a matriz, a velocidade de tracionamento, a impregnação das fibras, a viscosidade da resina, entre outras, afetam a eficiência do processo assim como a qualidade e o desempenho dos compósitos. Neste estudo, foi investigada a influência do teor de fibra de vidro, do teor de carbonato de cálcio e da temperatura do reservatório de resina nas propriedades mecânicas, como a resistência à tração, o módulo de elasticidade, o alongamento até a ruptura e a dureza de barras sólidas circulares que foram fabricadas utilizando uma resina poliéster insaturada e um único peróxido orgânico. Foi constatado que o processo de pultrusão pode ser realizado utilizando um único iniciador de reação. Além disto, os resultados mostraram que a temperatura do reservatório de resina, o teor de carbonato de cálcio e o teor de fibra de vidro influenciaram de forma significativa nas propriedades das barras pultrudadas. Por fim, este estudo mostrou que é possível melhorar as características destes compósitos e, desta forma, desenvolver materiais que apresentem melhor qualidade e desempenho. / Pultrusion is one of several manufacturing processes of polymer composites. Its operating principle involves the use of a set of reinforcing fibers pre-impregnated with a thermoset resin which run through the interior of a heated die in order to cure the resin and to form a solid profile. Many processing variables such as die temperature, pulling speed, fiber impregnation, resin viscosity, among others, affect the process efficiency as well as the quality and performance of the pultruded composites. In this research, the influence of the glass fiber content, calcium carbonate content and the temperature of the resin bath on the mechanical properties, such as tensile strength, elastic modulus, elongation at break and superficial hardness of solid rods made with an unsaturated polyester resin and a single organic peroxide were investigated. It was observed that pultrusion process can be carried out using a single reaction initiator. In addition, the results showed that the temperature of the resin bath, the calcium carbonate and the glass fiber content have influenced significantly in the properties of the solid rods. Finally, this study showed that it is possible to improve the characteristics of such composites and, therefore, to develop materials that have good quality and performance.