Desenvolvimento de nova geração de pré-impregnados sustentáveis tipo towpreg de fibra de vidro, carbono e epóxi aplicados na fabricação de vasos de pressão do tipo IV

• Processo: 24/15623-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2027
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Michelle Leali Costa
• Beneficiário: Michelle Leali Costa
• CNAE: Fabricação de artefatos de material plástico não especificados anteriormente ; Testes e análises técnicas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Pesquisadores associados: Artur Cantisano
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/20406-9 - Desenvolvimento e estudo de uma resina vitrímera para impregnação em fibras de carbono e vidro visando a obtenção de towpreg, BP.TT; 25/10756-2 - Desenvolvimento de nova geração de pré-impregnados sustentáveis tipo towpreg de fibra de vidro, carbono e epóxi aplicados na fabricação de vasos de pressão do tipo IV, BP.PIPE
• Assunto(s): Materiais compósitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fibras de carbono e vidro | matriz epóxi | matriz vitrímera | Pré-impregnado | reprocessabilidade | towpreg | Materiais Compósitos

Resumo

A crescente demanda por soluções eficientes e seguras para armazenamento de gases pressurizados, como hidrogênio e biometano, impulsiona a inovação na fabricação de vasos de pressão. Este projeto visa o desenvolvimento de uma nova geração de pré-impregnados tipo towpreg de fibra de carbono (FC) e de vidro (FV) utilizando resinas vitrímeras (epóxi DGEBA (diglicidil éter do bisfenol-A) combinado com agente de cura dissulfeto de 2-aminofenil (AFD)). Tal sistema de matriz polimérica combina as propriedades dos termorrígidos com a capacidade de reprocessamento dos termoplásticos. Esses vasos de pressão do tipo IV são essenciais para aplicações em setores como energia, transportes e armazenamento de combustíveis alternativos.As resinas epóxi vitrímeras são caracterizadas por terem ligações covalentes dinâmicas que podem reorganizar-se sob certas condições (geralmente calor), permitindo a reciclagem, reparo e remodelagem do material. Assim, a introdução das resinas vitrímeras oferece diversas vantagens em relação às resinas epóxi convencionais, incluindo reprocessabilidade, reparabilidade e reciclabilidade. Além disso, essas resinas permitem o armazenamento em temperatura ambiente, eliminando a necessidade de condições de armazenamento extremamente baixas (-18 ± 2)°C, o que simplifica a logística e reduz os custos. Isso resolve um dos principais problemas enfrentados pelos towpregs atuais, que exigem armazenamento refrigerado e apresentam baixo tack e shelf-life limitado.Os towpregs comercialmente disponíveis atualmente têm custos elevados e apresentam problemas como escorregamento das fibras durante o processamento devido ao baixo tack e um estágio B de cura muito avançado, comprometendo a sua aplicação. Além disso, a logística de importação desses materiais envolve complexidades que podem afetar a qualidade e o tempo de vida útil dos towpregs ao chegarem ao mercado nacional.Este projeto aborda esses desafios ao desenvolver novos materiais e processos que garantam alta qualidade e confiabilidade dos towpregs, atendendo às demandas do setor industrial nacional de maneira eficiente e sustentável. A inovação proposta não só melhora as propriedades dos towpregs, mas também facilita seu armazenamento e transporte, promovendo uma solução mais sustentável e economicamente viável para a fabricação de vasos de pressão tipo IV. (AU)