A História da Resina Poliéster - Manual de Construção de Barcos
A resina poliéster é a matriz polimérica mais utilizada para construção de estruturas em materiais compostos, representando 80% do mercado de resinas termofixas. Suas propriedades mecânicas e resistência química são inferiores em comparação com resinas estervinílicas e epoxy, mas a facilidade de trabalhar com esse material e seu custo fazem com que seu uso seja muito popular.
As resinas poliéster são formadas a partir da reação de três elementos. Um ácido insaturado, responsável por fornecer os pontos reativos com ligações duplas, um glicol que proporciona um meio para aumentar a cadeia polimérica e um ácido saturado que determina o grau de espaçamento das moléculas entre ácidos insaturados.
Inicialmente quando este polímero foi desenvolvido a reação entre esses elementos formava um líquido de alta viscosidade com uma textura muito mais próximo de uma pasta do que de uma resina liquida que é utilizada para construção de embarcações. Com moléculas de baixa mobilidade, a resina era até capaz de reagir com os catalisadores para iniciar o processo de cura, mas era necessário muito tempo e temperaturas bem altas para que fosse possível vencer a baixa probabilidade de encontro de ligações insaturadas e completar o processo de cura.
O responsável pela descoberta que mudou a história da resina poliéster foi Carleton Ellis, um químico genial cujas descobertas construíram a base para a indústria petroquímica moderna. Ele é detentor de mais de 750 patentes que envolveram a criação da resina poliéster, da margarina, de tintas, vernizes e solventes.
Quando trabalhava na DuPont em 1933, Ellis misturou monômeros insaturados de estireno a esta pasta viscosa, que permitiram a formação de ligações cruzadas em taxas de vinte a trinta vezes mais rápidas e diminuíram significativamente a viscosidade do produto, aproximando-o da resina que se conhece hoje.
No entanto, os procedimentos adotados eram viáveis apenas em laboratório e não eram capazes de produzir um produto em escala suficiente para industrializar o produto. Esse avanço se iniciou a partir da II Guerra Mundial, quando os alemães ajustaram a formulação presente na patente de Ellis e desenvolveram a resina poliéster em quantidades viáveis para fabricação em massa do Messerschmitt BF109 também conhecido como ME109.
Entretanto, de alguma forma a inteligência britânica teve acesso às informações relacionadas aos ajustes realizados na patente de Ellis e as enviou para diversas empresas norte-americanas. Esse acontecimento, em combinação com o fato de que o monômero de estireno saiu do status de substância laboratorial e se tornou um commodity químico, possibilitou que a companhia American Cyaniamid se tornasse a primeira empresa a colocar o produto no mercado.
A invenção da resina poliéster e paralelamente da fibra de vidro, que também será contada nas próximas semanas, revolucionou o mundo dos materiais compostos ao possibilitar a construção de estruturas de matrizes poliméricas reforçadas com fibras sintéticas muito mais eficientes duráveis do que as construídas por aços.
05/11/2021 às 15:58
O fato de a resistência química da poliéster ser menor não prejudica a durabilidade da embarcação que está exposta à água o tempo inteiro?
Essa é uma questão que com certeza o construtor deve levar em consideração na hora de selecionar a resina que irá utilizar. Se a embarcação for construída em madeira, com certeza a resina certa a escolher é a epoxy, justamente por sua resistência ao processo de hidrólise, ou entrada de água que pode causar degradação no material de núcleo.
Quando se trabalha com núcleos de célula fechada como o PVC, esse problema é consideravelmente reduzido já que esse material não absorve água e umidade. No entanto, para evitar problemas de perda de adesão entre faces e núcleos, é muito comum que o skin coat dessas embarcações seja laminado com resinas estervinílicas que possuem menos pontos em que a água pode atacar sua estrutura.
O que torna a resistência química das resinas poliéster menor em comparação com as outras resinas termofixas?
08/11/2021 às 13:47
O monômero da cadeia polimérica da resina, chamado éster, é muito suscetível a um processo chamado hidrólise, que a destruição das cadeias causada pela entrada de água na molécula. As resinas estervinílicas são menos suscetíveis porque possuem ésteres apenas nas pontas das cadeias enquanto as resinas epoxy não contam com essa molécula em sua construção.