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: 25/10756-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - 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 de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Michelle Leali Costa
• Beneficiário: Michelle Leali Costa
• Empresa: Forza Composites Tecnologia em Materiais Compósitos Ltda
• CNAE: Fabricação de artefatos de material plástico não especificados anteriormente ; Testes e análises técnicas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Vinculado ao auxílio: 24/15623-8 - 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, AP.PIPE
• Assunto(s): Materiais compósitos poliméricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fibra de carbono e vidro | matriz epóxi | matriz vitrímera | Pré-impregnado | towpreg | Vaso de pressão | Compósitos poliméricos

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 epóxi(epóxi DGEBA (diglicidil éter do bisfenol-A) combinada com agente de cura latente (tipo dissulfeto de 2-aminofenil (AFD)) que introduzirão ligações covalentes dinâmicas no sistema. 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.Este projeto pretende não apenas desenvolver um novo material avançado, mas também estabelecer um modelo de produção sustentável e eficiente, colocando o Brasil na vanguarda da indústria global de materiais compósitos. Desta forma, este projeto objetiva não apenas superar os desafios técnicos e científicos associados aos towpregs, mas também promover uma inovação significativa no mercado nacional. Ao desenvolver uma nova geração de towpregs nacionais utilizando resinas vitrímeras, pretendemos fortalecer a posição do Brasil na indústria global de materiais compósitos, oferecendo soluções avançadas e economicamente viáveis. Com uma abordagem focada no aumento do TRL e na implementação de processos sustentáveis, o presente projeto contribuirá significativamente para a competitividade e a sustentabilidade da indústria de materiais compósitos no Brasil.