Propiedades térmicas de los compuestos.

Los compuestos poliméricos reforzados con fibra a menudo se usan como componentes estructurales que están expuestos a calores extremadamente altos o bajos. Estas aplicaciones incluyen:

• Componentes del motor automotriz
• Productos aeroespaciales y militares.
• Componentes electrónicos y de placa de circuito
• Equipos de petróleo y gas

El rendimiento térmico de un compuesto FRP será un resultado directo de la matriz de resina y el proceso de curado. Las resinas isoftálicas, éster de vinilo y epoxi generalmente tienen muy buenas propiedades de rendimiento térmico. Mientras que las resinas ortoftálicas exhiben con mayor frecuencia propiedades de bajo rendimiento térmico.

Además, la misma resina puede tener propiedades muy diferentes, dependiendo del proceso de curado, la temperatura de curado y el tiempo de curado. Por ejemplo, muchas resinas epoxídicas requieren un "curado posterior" para ayudar a alcanzar las características de rendimiento térmico más altas..

Un curado posterior es el método de agregar temperatura durante un período de tiempo a un material compuesto después de que la matriz de resina ya haya curado a través de la reacción química termoestable. Una cura posterior puede ayudar a alinear y organizar las moléculas de polímero, aumentando aún más las propiedades estructurales y térmicas..

Tg - La temperatura de transición del vidrio

Los compuestos de FRP se pueden usar en aplicaciones estructurales que requieren temperaturas elevadas, sin embargo, a temperaturas más altas, el compuesto puede perder propiedades de módulo. Es decir, el polímero puede "ablandarse" y volverse menos rígido. La pérdida de módulo es gradual a temperaturas más bajas, sin embargo, cada matriz de resina de polímero tendrá una temperatura que, cuando se alcance, el material compuesto pasará de un estado vítreo a un estado gomoso. Esta transición se llama "temperatura de transición vítrea" o Tg. (Comúnmente conocido en la conversación como "T sub g").

Al diseñar un compuesto para una aplicación estructural, es importante asegurarse de que la Tg del compuesto FRP sea más alta que la temperatura a la que podría estar expuesto. Incluso en aplicaciones no estructurales, la Tg es importante ya que el compuesto puede cambiar cosméticamente si se excede la Tg.

La Tg se mide más comúnmente usando dos métodos diferentes:

DSC - Calorimetría diferencial de barrido

Este es un análisis químico que detecta la absorción de energía. Un polímero requiere una cierta cantidad de energía para los estados de transición, al igual que el agua requiere una cierta temperatura para pasar al vapor.

DMA - Análisis mecánico dinámico

Este método mide físicamente la rigidez a medida que se aplica calor, cuando ocurre una disminución rápida en las propiedades del módulo, se ha alcanzado la Tg.

Aunque ambos métodos de prueba de la Tg de un compuesto de polímero son precisos, es importante utilizar el mismo método al comparar un compuesto o matriz de polímero con otro. Esto reduce las variables y proporciona una comparación más precisa..