Por dentro dos laminados de Compósitos, um olhar sobre corrosão

Novembro, 2010Caio Luminatti – Engenheiro de Produto

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Compósito = Reforço + Matriz

CompCompóósitosito ReforReforççoo + MatrizMatriz

Inovações em Compósitos: desde a invenção do Vidro E, em 1939, até a Nova Plataforma de Reforços de última geração, entre os quais está o Advantex®

Advantex®Combina as excelentes propriedades mecânicas e elétricas do tradicional Vidro E com a resistência àcorrosão ácida do vidro E-CR

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Processo de ProduçãoFibra de Vidro Advantex

Preparaçãodo Sizing

MatériasPrimas do Advantex

Roving Convencional

Fibra Picada

Roving Direto

Manta

Dentro do forno estáo Vidro Advantex!

Formaçãodas

bobinas

Secagem

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Um olhar sobre corrosão...

...usando técnicas de

Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

e

Espectroscopia de EnergiaDispersiva de Raios X (EDX).

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Método Experimental

O que acontece quando materiais corrosivos ganham acesso à porção estrutural de um laminado?

Método utilizado:1. Produção de bastões pultrudados com

1. Vidro E + resina poliéster isoftálica2. Vidro Advantex + resina poliéster isoftálica

2. Carregamento dos bastões até 1% de deformação por 72h3. Imersão em solução de ácido sulfúrico a 10% e 25oC por meses4. Análise/Fotografia via MEV5. EDX para medição de variação de composição - confirmação de

corrosão aonde observado no MEV

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Resultados da MEV

• Vidro sem corrosão – branco ou cinza claro• Vidro poroso – cinza• Resina – cinza escuro• Voids – preto

Bastão Vidro E, 1 mês em H2SO4 10% Bastão Advantex, 1 mês em H2SO4 10%

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Aproximando 10X...

Bastão Vidro E, 1 mês em H2SO4 10%

Fibras claras no interior

do bastão

Fibras acinzentadas tiveram seus componentes

lixiviados

Voids criados por fibras que se

desprenderam da matriz polimérica

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Ainda no Vidro E,1 mês em H2SO4

As porções numeradas de 1 a 5 tiveram sua composição analisada via EDX.

Obs.: o método EDX não écapaz de medir elementos com peso molecular abaixo do (C). Este é o caso do (B).

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Análise de ComposiçãoVidro E, 1 mês em H2SO4

Porção analisada 0 1 2 3 4 5

VidroComposição conhecida -

Vidro EE E E E E

Oxidos % % % % % %SiO2 55,3 61 92 61 74 99Al2O3 14,2 15 4,3 15 9,6CaO 22,9 24 3,9 23 16MgO 0,5 0,6B2O3 5,8

Na2O + K2O 0,6 0,9 1 0,8TiO2 < 0,1 0,6

Fe2O3 0,4F2 0,3

SrO 0,1

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Vidro Advantex,1 mês em H2SO4

As porções numeradas de 6 a 9 tiveram sua composição analisada via EDX.

Obs.: o Vidro Advantexnão possui Boro, portanto a análise de EDX traduz sua composição integral

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Análise de ComposiçãoAdvantex, 1 mês em H2SO4

Porção analisada 6 7 8 9 10

Vidro Adv Adv Adv AdvComposição conhecida - Advantex

Oxidos % % % % %SiO2 61 62 62 62 59,9Al2O3 12 12 12 13 13,3CaO 23 23 23 21 22,3MgO 2,8 2,6 2,7 2,8 2,9B2O3

Na2O + K2O 0,7 0,8 0,8 0,5 0,8TiO2 0,4

Fe2O3 0,3F2

SrO < 0,1

O que acontece após 3 meses de exposição ao ácido?...

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Vidro E,3 meses em H2SO4

Significativa deterioração do material, deformação do bastão

como efeito da corrosão do Vidro E

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Vidro E,3 meses em H2SO4

Delaminação e fratura dos filamentos como consequência da corrosão

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Vidro E,3 meses em H2SO4

Porção analisada 0 1 2

VidroComposição conhecida -

Vidro EE E

Oxidos % % %SiO2 55,3 83 61Al2O3 14,2 7 14CaO 22,9 10 23MgO 0,5 0,5B2O3 5,8

Na2O + K2O 0,6 1,2TiO2 < 0,1

Fe2O3 0,4F2 0,3

SrO 0,1

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Advantex,3 meses em H2SO4

Manutenção do formato original do

bastão

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Advantex,3 meses em H2SO4

Uma inesperada porção acinzentada (4)...

...que a análise de composição mostrou não tratar-se de corrosão

Porção analisada 3 4

Vidro Adv AdvComposição conhecida - Advantex

Oxidos % % %SiO2 62 62 59,9Al2O3 12 13 13,3CaO 23 21 22,3MgO 2,7 2,8 2,9B2O3

Na2O + K2O 0,8 0,5 0,8TiO2 0,4

Fe2O3 0,3F2

SrO < 0,1

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Microscopia ÓpticaVidro E e Advantex 6 meses em H2SO4

A correlação entre a microscopia eletrônica (MEV) e a óptica é importante pois nos dá uma referência de como a corrosão pode ser percebida no dia-a-dia.

A corrosão provoca perda de

ligação entre a fibra e a resina, que por sua vez muda a maneira como a luz se

dispersa, apresentando

áreas esbranquiçadas

Vidro E

Advantex

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Mais sobre Advantex!

Quer saber mais sobre as vantagens do Advantex em ambientes corrosivos?Acesse: http://www.owenscorning.com/composites/aboutAdvantex.asp

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Obrigado!

Caio Luminatti