CUANDO POST CURAR UN COMPUESTO
A diferencia de las resinas termoplsticas muy comunes en nuestro diario vivir, entre los productos que se emplean para hacer los materiales compuestos estn las resinas del tipo termo fijo o termo estable las cuales, cuando se exponen a altas temperaturas, no se derriten, pero, si se sobre pasan sus lmites, sus propiedades se degradan tanto esttica como fsicamente.
Al aumentar la temperatura, la pieza empieza a oscurecer su color, las superficies se despican o agrietan fcilmente y pierden brillo, permitiendo la fcil penetracin del agua o los qumicos al interior de la estructura. Cuando la temperatura llega o sobrepasa su HDT (temperatura mxima de deflexin), la pieza empieza a perder sus propiedades fsicas es decir, su resistencia mecnica. Las formas se distorsionan/deforman rpidamente y frente a un esfuerzo mecnico alto, la pieza pueden fallar con mayor facilidad.
En aplicaciones especiales, donde las piezas o equipos van a estar sometidos permanentemente a altas temperaturas (entre 70C y 250 C), el fabricante debe seleccin mejor los materiales que va a emplear y complementar su proceso de manufactura con el post curado.
ste, es un proceso adicional al que se somete la pieza fabricada en materiales compuestos para obtener las mximas propiedades de resistencia mecnica, a la temperatura y de resistencia qumica. Entonces, el trabajo de fabricacin se finaliza sometiendo la pieza a una temperatura constante durante un tiempo controlado, valores especiales que pueden varan segn el tipo de resina.
El calor necesario para post curar la pieza, puede provenir de resistencias elctricas, luz o aire caliente. No se debe utilizar agua caliente ni vapor pues daa la estructura fsica de la pieza. Existen equipos especiales que suministran aire caliente y seco, logrando ser la alternativa ms prctica y econmica.
Todas las resinas tienen especificado en su ficha tcnica el HDT, propiedad que es determinada por el fabricante en prueba de laboratorio bajo normas internacionales estndar y corresponde a la resina pura completamente curada.
Como gua, las resinas de uso general tienen un HDT alrededor de 70C, las isoftalicas alrededor de 80C; las Isotalicas con NPG hasta 90C, bis fenlicas, aguantan por lo general hasta 105C y las resinas vinilester, segn su tipo, la ms comn llamada bisfenol A, aguantan entre 105C – 110 C. y la resina vinilester ms resistente al ataque qumico llamada novolac, resiste entre 150C – 180C. Valores para resinas puras (sin carga ni fibra) y completamente curadas.
Las resinas epoxicas trabajan un poco diferentes, su resistencia a la temperatura depende mucho del tipo de endurecedor empleado para endurecer la resina. Las comerciales normales, luego de ser post curadas tienen por lo general un HDT entre 70C y 90C. En el mercado se pueden encontrar resinas/endurecedores epoxicos especiales donde una pieza con alto contenido de cargas/fibras y post curada adecuadamente, aguanta hasta 250C. Para lograr estos altos estndares de resistencia a la temperatura, se requieren adems de buenos materiales, hornos muy especiales para hacer el post curado de la pieza los cuales, deben sostener las diferentes temperaturas necesarias para el proceso durante tiempos muy precisos y a veces prolongados segn el espesor del laminado.
Afortunadamente las aplicaciones son especficas y algo frecuentes. Por lo general se requiere de especial cuidado, en piezas que van a estar cerca del motor o del escape de gases en motos, carros o aero naves. Cerca de hornos o chimeneas. Tambin se presenta este requerimiento especial, en procesos industriales donde ocurren reacciones exotrmicas que generan calor en tanques de resistencia Qumica o en el equipo industrial y en moldes utilizados para procesos cerrados como la inyeccin/RTM/ infusin de resina o mrmol sinttico, etc.
En ocasiones, sobre todo con las resinas polister y vinilester, los tanques y equipo industrial pueden con el paso del tiempo (varios das o hasta semanas), post curar solos sin la ayuda de calor o del proceso de post cura. En la mayora de estos casos, cuando se tiene el afn de reponer/reparar alguna parte de un proceso industrial que est trabajando, no permite esperar el tiempo prudente para asegurar una cura satisfactoria de equipo.
Si en la pieza elaborada no obtiene una cura completa, en la prctica se tiene un menor HDT que frente a las altas temperaturas, reflejar una menor resistencia mecnica y qumica.
Algunos se preguntarn como saber si una pieza, tanque o equipo industrial ya est completamente curado? La medicin de la dureza, confirma si el equipo/pieza ya est listo para soportar las fuertes condiciones de funcionamiento en las cuales va a trabajar o necesita el proceso de post curado.
Se puede estar tranquilo cuando al medir la dureza superficial del producto, se obtiene un valor lo ms cercano posible al valor especificado por el fabricante de la resina en su ficha tcnica. Y como mido la dureza? Esta propiedad se mide con un durmetro especial que para los materiales compuestos se llama durmetro Barcol, referencia GYZJ-934-1. Si el valor de dureza obtenido con la medicin es inferior, el equipo se debe post curar y as obtener sus mximas propiedades.
La inversin en los equipos para post curar y medir dureza, mejoran mucho la calidad de todo aquel fabricante que quiera garantizar sus productos en condiciones severas de funcionamiento.
Para evitar problemas o fallas inesperadas, cuando la temperatura que va a soportar el compuesto es muy alta, es preferible que se fabrique la pieza con resinas de alto HDT, con el mayor contenido posible de fibras o cargas y finalizar el proceso con el post curando la pieza. A mayor porcentaje de fibras y/o cargas es mayor el HDT final y este aumento es an mejor si se emplean fibras de carbono y cargas metlicas. Ampli la informacin consultando en www.fibraplus.com, Un mundo de posibilidades para un selecto grupo de usuarios