A resina de poliéster insaturada e a resina epóxi são dois materiais termofixos amplamente utilizados na fabricação de compósitos. Ambos podem ser combinados com fibra de vidro para produzir produtos leves e duráveis, mas diferem significativamente em custo, química de cura, adesão, encolhimento e requisitos de processamento.
Em geral, a resina de poliéster insaturado é frequentemente preferida para produção de FRP econômica e de alto volume. A resina epóxi é mais comumente selecionada quando é necessária uma ligação secundária forte, baixa contração de cura ou desempenho estrutural exigente.
Porém, nenhuma das resinas é a melhor escolha para cada projeto. Este guia compara suas principais características e explica como escolher o material certo para sua aplicação.
O que é resina de poliéster insaturada?
A resina de poliéster insaturada, também conhecida como UPR, é uma resina termoendurecível comumente fornecida com um diluente reativo, como o estireno. Após a adição do iniciador recomendado, a resina sofre uma reação de reticulação e muda de líquido para sólido rígido.
UPR é amplamente utilizado com reforço de fibra de vidro para fabricar plástico reforçado com fibra de vidro, ou FRP. Dependendo da formulação, ele pode ser processado por aplicação manual, pulverização, fundição, pultrusão, moldagem por transferência de resina, composto para moldagem de folhas e composto para moldagem a granel.
As aplicações típicas incluem barcos, painéis automotivos, torres de resfriamento, louças sanitárias, tubos, tanques, painéis de construção e moldes compostos.
É importante lembrar que a resina de poliéster insaturada é uma categoria ampla de materiais. Os graus de uso geral, isoftálico, DCPD, ferramentas, retardadores de chama e de baixa emissão de estireno são projetados para diferentes aplicações.
Amostra de resina de poliéster insaturada mostrada na página oficial do produto HS-243PTF da Huake Polymer.
O que é resina epóxi?
A resina epóxi é normalmente fornecida como um sistema de dois componentes que consiste em resina e um endurecedor compatível. Quando os dois componentes são misturados na proporção especificada, eles reagem e formam um material sólido altamente reticulado.
Os sistemas epóxi são comumente usados para compósitos estruturais, adesivos, revestimentos protetores, peças de fibra de carbono, reparos marítimos e ferramentas de precisão. Eles são particularmente úteis quando é necessária uma ligação forte a uma superfície curada existente.
A resina epóxi não deve ser confundida com a resina epóxi éster vinílica. Embora o éster vinílico possa ser fabricado a partir de uma estrutura à base de epóxi, ele normalmente cura através de um mecanismo semelhante ao da resina de poliéster insaturado. O epóxi convencional usa uma reação separada de resina e endurecedor.
Resina de poliéster insaturada vs
| fator de resina epóxi Resina |
de poliéster insaturada Resina |
epóxi |
| Sistema de cura |
Geralmente iniciado por peróxido |
Resina misturada com um endurecedor específico |
| Custo de materiais |
Geralmente mais baixo |
Geralmente mais alto |
| Adesão secundária |
Mais limitado em superfícies curadas |
Geralmente mais forte |
| Curar o encolhimento |
Geralmente mais alto |
Geralmente mais baixo |
| Adequação de produção |
Fabricação econômica de FRP |
Laminação e colagem estrutural |
| Velocidade de processamento |
Muitas vezes adequado para produção rápida |
Depende da formulação e do endurecedor |
| Reforço típico |
Principalmente fibra de vidro |
Fibra de vidro e fibra de carbono |
| Principal vantagem |
Economia de produção |
Adesão e controle dimensional |
1. Processo de cura
UPR e resina epóxi curam através de diferentes reações químicas.
A resina de poliéster insaturada geralmente requer um iniciador de peróxido. Alguns produtos são fornecidos como classes pré-promovidas, o que significa que o sistema acelerador já foi adicionado durante a produção. O tempo de gelificação pode ser influenciado pela temperatura da resina, temperatura da oficina, tipo de iniciador e dosagem aprovada de iniciador.
A resina epóxi requer um endurecedor compatível em uma proporção de mistura precisa. Adicionar endurecedor extra não é uma forma confiável de acelerar a cura. Uma proporção incorreta pode resultar em cura incompleta e desempenho final insatisfatório.
Para ambos os sistemas, o tempo de trabalho, o tempo de gelificação, o tempo de desmoldagem e a cura completa são etapas diferentes. Um componente que parece duro ainda pode exigir cura adicional antes de atingir as propriedades pretendidas.
Os fabricantes devem sempre seguir a ficha técnica em vez de ajustar o sistema de cura sem a aprovação do fornecedor.
2. Custo e Eficiência de Produção
A resina de poliéster insaturada é geralmente mais econômica que a resina epóxi. Esta é uma das razões pelas quais é amplamente utilizado na fabricação de FRP de médio e alto volume.
A UPR pode apoiar uma produção eficiente quando a resina, o reforço, o molde e o sistema de cura são combinados adequadamente. Muitas vezes, é adequado para empresas que necessitam de produção consistente e, ao mesmo tempo, controlam os custos das matérias-primas.
A resina epóxi geralmente custa mais e pode exigir dosagens mais precisas ou períodos de cura mais longos. Porém, um preço mais elevado do material pode ser justificado se a sua aderência ou desempenho dimensional evitarem falhas e reduzirem o retrabalho.
O preço de compra por si só não deve determinar a escolha. Os fabricantes devem calcular o custo total de cada peça acabada aceitável, incluindo:
Uma resina de preço mais baixo não é econômica se produzir uma taxa de rejeição inaceitável. Da mesma forma, usar um epóxi caro pode trazer poucos benefícios quando um UPR qualificado já satisfaz os requisitos do produto.
3. Desempenho de adesão e reparo
A diferença na adesão secundária é especialmente importante.
A ligação secundária ocorre quando resina fresca é aplicada a uma superfície que já está curada. Isso é comum em reparos, reforços e montagem de componentes compostos.
O UPR tem um bom desempenho durante a fabricação original de um laminado adequadamente projetado. Contudo, a sua adesão a um compósito antigo e totalmente curado pode ser mais limitada.
A resina epóxi é geralmente mais adequada para colagem em fibra de vidro, madeira, metal e outros substratos curados adequadamente preparados. É por isso que é frequentemente escolhido para reparos estruturais.
A preparação da superfície continua crítica. Sujeira, umidade, óleo, lixamento inadequado ou mão de obra inadequada podem causar falha em qualquer um dos sistemas.
Para uma nova peça moldada em FRP, o UPR pode ser a escolha mais econômica. Para reparar ou colar uma estrutura curada existente, o epóxi geralmente merece uma consideração mais forte.
4. Desempenho Mecânico
É enganoso dizer que o epóxi é sempre mais forte que a resina de poliéster insaturada.
O desempenho de um componente compósito depende de todo o sistema laminado, incluindo:
Formulação de resina
Tipo de reforço
Orientação da fibra
Conteúdo de fibra
Espessura do laminado
Conteúdo vazio
Condições de cura
Temperatura operacional
Um laminado de fibra de vidro bem produzido usando um UPR apropriado pode superar um laminado de epóxi mal fabricado.
O significado de “mais forte” também deve ser definido. Resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao impacto, resistência à fadiga, alongamento e resistência interlaminar representam diferentes características de desempenho.
Ao comparar produtos, use dados gerados por métodos de teste e condições de cura semelhantes. Não compare diretamente a resistência da resina pura de um material com a resistência do laminado reforçado de outro.
5. Curar encolhimento e estabilidade dimensional
O UPR convencional geralmente apresenta maior retração durante a cura do que o epóxi. Dependendo do componente e do processo, isso pode contribuir para empenamento, tensão interna, variação dimensional ou padrões de fibra visíveis.
A contração de cura geralmente mais baixa do epóxi pode ser útil para ferramentas de precisão e componentes que exigem tolerâncias restritas.
No entanto, formulações especializadas de UPR podem controlar o encolhimento. Polímero Huake A resina de poliéster insaturado para ferramentas controladas de baixo perfil HS-243PTF , por exemplo, é projetada para produção de moldes compostos e controle de encolhimento.
Isto demonstra por que classes específicas devem ser comparadas em vez de assumir que todos os produtos de uma família de resinas se comportam da mesma maneira.
6. Processamento e acabamento superficial
Os requisitos de processamento devem ser considerados antes de alterar os sistemas de resina.
Dimensionamento de reforço, ligantes de esteira de fios picados, materiais de núcleo, agentes desmoldantes, gelcoats e tintas devem ser compatíveis com a resina selecionada. Os materiais projetados para um sistema de poliéster contendo estireno podem não funcionar automaticamente com epóxi.
A viscosidade também deve ser adequada ao método de produção. Uma resina destinada à aplicação manual pode não ter as características de fluxo necessárias para a infusão de resina. Uma resina de infusão de baixa viscosidade pode ser difícil de controlar em uma superfície vertical.
O UPR é amplamente utilizado com sistemas de gelcoat de poliéster estabelecidos para produzir superfícies moldadas atraentes. O epóxi também pode fornecer um acabamento de alta qualidade, mas a compatibilidade de primers, tintas e gelcoats deve ser confirmada.
Ao mudar de uma família de resina para outra, os fabricantes devem rever todo o sistema de produção em vez de substituir apenas a resina líquida.
Catamarã composto exibido na página oficial de resina de ferramentas da Huake Polymer, representando uma aplicação típica de FRP marítimo.
7. Resistência à água, produtos químicos e calor
Ambas as famílias de resinas podem fornecer resistência ambiental útil, mas o desempenho depende da formulação.
Um produto exposto à chuva ocasional não possui os mesmos requisitos que um tanque continuamente imerso em água morna. O desempenho químico também depende do tipo químico, concentração, temperatura e tempo de exposição.
A resistência ao calor deve ser avaliada cuidadosamente. A temperatura de deflexão térmica ou a temperatura de transição vítrea de uma ficha técnica não deve ser automaticamente tratada como um limite operacional contínuo.
Para ambientes exigentes, os compradores devem oferecer aos fornecedores condições completas de serviço. Os testes de qualificação podem ser necessários quando a falha a longo prazo criaria graves consequências técnicas ou financeiras.
Qual resina você deve escolher?
Escolha resina de poliéster insaturada quando:
Você está fabricando novos produtos FRP moldados
O custo do material é uma consideração importante
É necessária produção de médio ou alto volume
Lay-up manual, spray-up, moldagem ou fundição são usados
O reforço e o gelcoat são compatíveis com poliéster
Um grau UPR adequado atende ao desempenho exigido
A UPR é comumente considerada para barcos, painéis automotivos, louças sanitárias, torres de resfriamento, tubulações, tanques e componentes gerais de fibra de vidro.
Escolha resina epóxi quando:
Uma ligação secundária forte é essencial
Um laminado curado existente deve ser reparado
Reforço de fibra de carbono está sendo usado
A baixa contração de cura é particularmente importante
O componente possui requisitos estruturais exigentes
O custo mais elevado do material pode ser justificado pelo melhor desempenho
As aplicações típicas incluem reparos estruturais, montagens coladas, componentes compostos de alto desempenho e estruturas de precisão.
Perguntas frequentes
O epóxi é sempre melhor do que a resina de poliéster insaturada?
Não. O epóxi pode oferecer melhor adesão secundária e menor encolhimento, enquanto o UPR pode proporcionar uma produção mais econômica e eficiente. O melhor material depende da aplicação.
O epóxi pode ser aplicado sobre poliéster curado?
Um epóxi adequado muitas vezes pode aderir a laminados de poliéster devidamente limpos, secos e preparados mecanicamente. O procedimento de reparo do fornecedor deve ser seguido.
UPR e epóxi podem ser misturados?
Não devem ser misturados, a menos que o sistema combinado tenha sido especificamente formulado e validado. Seus mecanismos de cura são diferentes.
Qual resina é melhor para barcos?
A UPR é amplamente utilizada para fabricar economicamente novos componentes de fibra de vidro para barcos. O epóxi é comumente selecionado para colagem estrutural, laminados de alto desempenho e reparos.
Conclusão
A escolha entre resina de poliéster insaturada e resina epóxi depende do projeto, e não de uma simples afirmação de que um material é melhor.
A UPR é frequentemente a escolha prática para a produção econômica de novos componentes moldados de fibra de vidro. O epóxi é geralmente mais adequado quando a adesão secundária, a baixa contração de cura ou o desempenho estrutural exigente são a prioridade.
Antes de selecionar um produto, compare tipos específicos de resina, requisitos de cura, compatibilidade de reforço, condições de serviço e custo total de fabricação. Fornecer essas informações ao fornecedor da resina também facilitará a identificação de uma formulação apropriada.
