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. Isoftálico éster de vinilo, y las resinas 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, según el 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.
Una cura posterior es el método de agregar temperatura durante un período de tiempo a un
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 del 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 polimérica tendrá una temperatura que cuando se alcanza, el material compuesto pasará de un estado vítreo a un gomoso estado. 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 a 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 polímero matriz a otro. Esto reduce las variables y proporciona una comparación más precisa.