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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
Papers Estudos de Caso Informações Técnicas
Obrigado!
Caio Luminatti