Introdução de fibra de vidro e produção

História

Fibras de vidroforam produzidos durante séculos, mas a patente mais antiga foi concedida ao inventor prussiano Hermann Hammesfahr (1845–1914) nos EUA em 1880.

A produção em massa de fios de vidro foi descoberta acidentalmente em 1932, quando Games Slayter, pesquisador da Owens-Illinois, direcionou um jato de ar comprimido contra uma corrente de vidro derretido e produziu fibras. Uma patente para este método de produção de lã de vidro foi solicitada pela primeira vez em 1933. Owens juntou-se à empresa Corning em 1935 e o método foi adaptado por Owens Corning para produzir sua "Fiberglas" patenteada (escrito com um "s") em 1936. Originalmente, Fiberglas era uma lã de vidro com fibras que retinham uma grande quantidade de gás, tornando-o útil como isolante, especialmente em altas temperaturas.

Uma resina adequada para combinar a fibra de vidro com um plástico para produzir um material compósito foi desenvolvida em 1936 por du Pont. O primeiro ancestral das resinas de poliéster modernas é a resina Cyanamid de 1942. Naquela época, sistemas de cura com peróxido eram usados. Com a combinação de fibra de vidro e resina o teor de gás do material foi substituído por plástico. Isto reduziu as propriedades de isolamento para valores típicos do plástico, mas agora, pela primeira vez, o compósito mostrou grande resistência e promessa como material estrutural e de construção. Muitos compósitos de fibra de vidro continuaram a ser chamados de "fibra de vidro" (como um nome genérico) e o nome também foi usado para produtos de lã de vidro de baixa-densidade contendo gás em vez de plástico.

Ray Greene, da Owens Corning, é responsável pela produção do primeiro barco composto em 1937, mas não prosseguiu na época devido à natureza frágil do plástico usado. Em 1939, foi relatado que a Rússia construiu um barco de passageiros com materiais plásticos e os Estados Unidos a fuselagem e as asas de uma aeronave. O primeiro carro a ter carroceria de fibra-de vidro foi um protótipo de 1946 do Stout Scarab, mas o modelo não entrou em produção.

Produção

O processo de fabricação da fibra de vidro é denominado pultrusão. O processo de fabricação de fibras de vidro adequadas para reforço utiliza grandes fornos para derreter gradualmente a areia de sílica, calcário, argila de caulim, espatoflúor, colemanita, dolomita e outros minerais até a formação de um líquido. Ele é então extrudado através de buchas, que são feixes de orifícios muito pequenos (normalmente de 5 a 25 micrômetros de diâmetro para vidro E-, 9 micrômetros para vidro S-).

Esses filamentos são então dimensionados (revestidos) com uma solução química. Os filamentos individuais agora são agrupados em grande número para fornecer uma mecha. O diâmetro dos filamentos e o número de filamentos na mecha determinam seu peso, normalmente expresso em um dos dois sistemas de medição: rendimento ou jardas por libra (o número de jardas de fibra em uma libra de material; portanto, um número menor significa uma mecha mais pesada). Exemplos de rendimentos padrão são rendimento 225, rendimento 450, rendimento 675.tex ou gramas por km (quantos gramas pesa 1 km de mecha, invertido do rendimento; portanto, um número menor significa uma mecha mais leve). Exemplos de tex padrão são 750tex, 1100tex, 2200tex.

Essas mechas são então usadas diretamente em uma aplicação composta, como pultrusão, enrolamento de filamento (tubo), mecha de pistola (onde uma pistola automatizada corta o vidro em comprimentos curtos e o deixa cair em um jato de resina, projetado na superfície de um molde), ou em uma etapa intermediária, para fabricar tecidos como tapete de fio picado (CSM) (feito de pequenos comprimentos de fibra cortados orientados aleatoriamente, todos ligados entre si), tecidos, tecidos de malha ou tecidos unidirecionais.