Conheça as características desse material, seu processo de produção e suas principais aplicações
Um material de alta resistência e baixo peso é um sonho para quase todas as indústrias, não é mesmo? Pois saiba que a fibra de carbono cumpre esta proposta e, por isso, está cada vez mais presente em vários setores, nos processos de produção e também nos produtos.
Você provavelmente já ouviu falar ou, mesmo sem saber, já teve contato com algum produto que contém fibra de carbono. Nos mais diversos contextos, como esporte, engenharia e medicina, esse material simples, eficiente e muito versátil vem revolucionando o mercado industrial no século XXI.
Mas como a fibra de carbono é produzida e qual sua utilidade? Neste artigo, vamos te explicar tudo sobre a fibra de carbono!
O que é a fibra de carbono?
A fibra de carbono é um compósito de filamentos que possui majoritariamente carbono em sua composição, cerca de 90% do produto. Ela é formada a partir de milhares de fibras de 5 a 15 μm(micrômetros) de carbono entrelaçadas entre si, essas são mais finas que um fio de cabelo.
Esse conjunto de fibras é reunido com o auxílio de um tipo de resina chamada de matriz. O resultado de todo esse processo é a formação de um material de alta resistência à tração, elevado módulo de elasticidade, leve e com uma resistência térmica e elétrica considerável.
Como surgiu esse material?
O primeiro registro de uma produção intencional de fibra de carbono data de 1878. A produção foi realizada pelo famoso inventor norte-americano Thomas Edison, que também é muito conhecido pela criação da lâmpada elétrica incandescente.
Em suas experiências, Thomas Edison buscava encontrar um bom material para utilizar no filamento de suas lâmpadas. O cientista, então, realizou o processo de pirólise no algodão, que resultou na primeira fibra de carbono.
Embora já existisse no século 19, foi somente em 1950 que a fibra de carbono se tornou um material interessante comercialmente. Nesse período, o filósofo e matemático Roger Bacon desenvolveu o processo que usa o rayon, uma espécie de seda artificial, como matéria prima.
Apesar de ter proporcionado um avanço considerável, essa matéria-prima logo deixou de ser usada, devido ao baixo teor de carbono que possui. Foi então que, já na década de 60, após diversos estudos, encontrou-se a matéria-prima que é a principal até os dias atuais. Trata-se da poliacrilonitrila, um polímero também conhecido como PAN.
Como é fabricada?
A produção da fibra de carbono a partir de PAN pode ser dividida em cinco etapas: Estiramento, Oxidação, Carbonização, Grafitização e, por fim, Aplicação do Epóxi.
Os processos de estiramento e oxidação acontecem praticamente em conjunto. Primeiramente, no estiramento, o polímero PAN se torna paralelo ao eixo das fibras, além de sofrer uma ciclização nas suas moléculas.
Logo em seguida, o composto é oxidado, ou seja, são retiradas as moléculas de hidrogênio ao mesmo tempo em que se adiciona oxigênio. Esse processo ocorre em temperatura pouca alta, na faixa de 180 a 300°C.
A próxima etapa é a carbonização. Nessa etapa, o material é submetido a temperaturas altíssimas, podendo chegar a 2000ºC. Assim, são retirados todos os constituintes, deixando somente o carbono.
Já durante a grafitização ocorre, com temperaturas acima de 1800ºC, o empacotamento das fibras de carbono, que as torna ainda mais densas.
O último processo é a aplicação do epóxi. A fibra de carbono sozinha é resistente, mas a adição do epóxi melhora ainda mais essa propriedade. O epóxi serve como uma sustentação do material, gerando estabilidade e aproximação entre as fibras. Assim, melhora-se ainda mais o produto, já que ele se torna mais durável.
Principais aplicações
Tendo em vista as várias qualidades da fibra de carbono, o material é utilizado em diversos produtos. Abaixo, estão listadas algumas das áreas em que a fibra de carbono é muito utilizada:
- Indústria Aeronáutica: um dos materiais mais importantes na composição dos aviões
- Indústria Aeroespacial: Foguetes e Satélites
- Automobilismo: Na carroceria ou revestindo o exterior
- Esportes: Bicicletas, raquetes, pranchas de snowboard, entre outros
- Medicina: Próteses ósseas
- Construção Civil: Reforçando estruturas
Inovação
Por ser um material extremamente versátil, que pode ser utilizado em diversos setores e funções, a fibra de carbono é também um material muito inovador, que pode gerar muitas possibilidades no futuro. Nesse sentido, nos próximos anos, devem surgir várias novas formas de explorar esse material.
A cada dia, surgem novos estudos e análises relacionados aos métodos de produção e às aplicações da fibra de carbono. Com isso, a tendência é que esse material esteja cada vez mais presente tanto nos processos industriais quanto nos produtos, sendo utilizado nas mais diversas áreas.
Então, caso você tenha interesse em inserir a fibra de carbono na sua linha de produção, seja para desenvolver algum produto inovador ou melhorar algum processo da sua empresa, fique à vontade para entrar em contato conosco. A Conaq terá muito prazer em te ajudar no seu negócio!
