PEEK Reforçado com Fibra de Carbono: Características e Aplicações

PEEK reforçado com fibra de carbono (polieteretercetona) é um material compósito de alto desempenho que combina as excelentes propriedades do PEEK com a alta resistência e alto módulo das fibras de carbono. Possui amplas perspectivas de aplicação. 

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Características do PEEK reforçado com fibra de carbono

1. Alta resistência e alto módulo:

A adição de fibras de carbono melhora significativamente as propriedades mecânicas do PEEK, aumentando significativamente sua resistência à tração, resistência à flexão e módulo. Por exemplo, o PEEK reforçado com 30% de fibras de carbono pode duplicar a sua resistência à tração à temperatura ambiente e até triplicar a 150°C.

2. Resistência a altas temperaturas:

O próprio PEEK pode ser usado a longo prazo a 250°C e, quando reforçado com fibras de carbono, sua temperatura de deflexão térmica pode exceder 300°C, tornando-o adequado para ambientes de alta temperatura.

3. Resistência ao desgaste e autolubrificação:

O PEEK reforçado com fibra de carbono apresenta excelente resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito, tornando-o adequado para condições adversas, como aplicações não lubrificadas, de baixa velocidade e de alta carga. Sua resistência ao desgaste supera até mesmo a do polietileno de ultra-alto peso molecular.

4. Leve:

O PEEK reforçado com fibra de carbono tem baixa densidade, reduzindo significativamente o peso do componente, mantendo ao mesmo tempo alta resistência, tornando-o ideal para projetos leves.

5. Resistência à corrosão química:

O próprio PEEK possui excelente resistência à corrosão química e a adição de fibras de carbono aumenta ainda mais sua estabilidade em ambientes corrosivos.

6. Resistência à fadiga e resistência ao impacto:

O PEEK reforçado com fibra de carbono tem um desempenho excepcionalmente bom sob cargas cíclicas, com alta resistência à fadiga e capacidade de absorção de energia de impacto (absorção de energia específica de até 180 kJ/kg).

7. Facilidade de processamento e reparabilidade:

Por ser um material termoplástico, o PEEK reforçado com fibra de carbono é fácil de processar e pode ser reparado por aquecimento em caso de pequenos danos, reduzindo custos de manutenção.

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Principais áreas de aplicação do PEEK reforçado com fibra de carbono

1. Indústria Aeroespacial:

Devido ao seu peso leve, alta resistência e resistência a altas temperaturas, o PEEK reforçado com fibra de carbono é amplamente utilizado em componentes estruturais de aeronaves e naves espaciais. Por exemplo:

As carenagens da série Boeing 757200 são feitas de PEEK reforçado com fibra de carbono.

As tampas de inspeção do motor do caça F35 utilizam esse material, conhecido por suas fortes propriedades antidelaminação e facilidade de reparo.

O revestimento da fuselagem ao redor do motor e os painéis da barriga do caça Rafale também utilizam esse material.

aplicativos	específicos	Vantagens de
Fabricação de aeronaves	Radôme	Alta resistência e resistência ao calor
	Asas e Flaps	Fornece resistência estrutural e leveza
	Capas de motor	Resistência ao calor e resistência à fadiga, adequada para tampas de motor
Helicópteros e Drones	Componentes de helicóptero	Usado em peças centrais e eixos de transmissão, reduz o peso e melhora a resistência ao desgaste
	Quadros e hélices de drones	Usado em estruturas, hélices e peças de motor, melhora a estabilidade e a precisão do voo
Vantagens	Leve	Menor densidade do que os metais tradicionais, reduz o peso, melhora a eficiência de combustível
	Alta resistência e resistência à fadiga	Alta resistência à tração e resistência à fadiga, suporta tensões repetidas e cargas extremas
	Resistência térmica e química	Mantém o desempenho em altas temperaturas, resistente à maioria dos produtos químicos e à radiação

2. Fabricação Automotiva:

O PEEK reforçado com fibra de carbono se destaca no design automotivo leve, substituindo componentes metálicos para reduzir o consumo de energia e melhorar o desempenho. Por exemplo:

O Grupo Bosch utiliza PEEK reforçado com fibra de carbono para substituir o metal nos componentes funcionais do ABS, reduzindo a inércia rotacional e melhorando a capacidade de resposta do sistema.

O material KetaSpire PEEK KT850 SCF 30 da Solvay foi projetado especificamente para sistemas de frenagem de precisão e componentes de bombas eletrônicas em veículos elétricos.

3. Indústria de Drones:

PEEK reforçado com fibra de carbono é usado principalmente em drones para requisitos de leveza e alta resistência:

É usado para fabricar estruturas, hélices e suportes de fuselagem de drones, reduzindo significativamente o peso e melhorando a estabilidade de vôo.

4. Indústria Eletrônica e Elétrica:

O PEEK reforçado com fibra de carbono mantém excelentes propriedades de isolamento elétrico sob condições de alta temperatura, alta pressão e alta umidade, tornando-o adequado para:

Ventosas a vácuo, transportadores de wafer IC e soquetes de teste IC.

5. Área Médica:

O PEEK reforçado com fibra de carbono possui excelente biocompatibilidade e módulo de elasticidade próximo ao dos ossos humanos, tornando-o adequado para:

Implantes ortopédicos, dispositivos de fusão espinhal e placas de fixação óssea.

Comparado aos implantes metálicos tradicionais, oferece resistência superior ao desgaste e à corrosão.

6. Aplicações Industriais:

O PEEK reforçado com fibra de carbono é usado para fabricar componentes industriais resistentes a altas temperaturas e ao desgaste, como sedes de válvulas, anéis de vedação e conectores.

propriedades de carbono PEEK | folha de dados

PRSPEEK® ^— 880CF30

Item de teste	Método de teste	Condições	Unidades	Dados de teste
Dados Mecânicos
Resistência à tracção	ISO 527	Pausa, 23℃	MPa	250
Alongamento de tração	ISO 527	Pausa, 23℃	%	1.6
Resistência à Flexão	ISO 178	Pausa, 23℃	MPa	370
Módulo Flexural	ISO 178	23℃	GPa	22
Resistência à Compressão	ISO 604	23℃	MPa	300
Resistência ao Impacto Charpy	ISO 179/1eA	Entalhado	kJm-2	7
	ISO 179/1U	Sem entalhe	kJm-2	45
Resistência ao impacto Izod	ISO 180/A	Entalhado	kJm-2	9
	ISO 180/U	Sem entalhe	kJm-2	45
Encolhimento do Molde	ISO 294-4	Ao longo do fluxo	%	0.1
		Através do fluxo	%	0.5
Dados térmicos
Ponto de fusão	ISO 11357	-	℃	343
Transição Vidrosa (Tg)	ISO 11357	Início	℃	143
Capacidade de calor especial	DSC	23℃	kJ kg-1 ℃-1	1.8
Coeficiente de Expansão Térmica	ISO 11359	Ao longo do fluxo abaixo de Tg	ppm K-1	5
		Ao longo do fluxo acima de Tg	ppm K-1	6
de deflexão térmica Temperatura	ISO 75	1,8 MPa	℃	336
Condutividade Térmica	ISO 22007-4	23℃	W m-1 K-1	0.95
Fluxo
Índice de fusão	ISO 1133	380°C,5kg	g 10min-1	5
Variado
Densidade	ISO 1183	Cristalino	-3 gcm	1.4
		Amorfo	-3 gcm	-
Dureza Shore D	ISO 868	23℃		88
Absorção de água ( barra de tração de 3,2 mm de espessura) (por imersão)	ISO 62	24h, 23℃	%	0.04
		Equilíbrio, 23℃	%	0.3
Dados elétricos
Resistência Dielétrica	CEI 60243-1	2mm	kVmm-1	-
de rastreamento comparativo Índice	CEI 60112	-	V	-
Constante Dielétrica	CEI 60250	23℃, 1kHz	-	-
		23℃,50 Hz	-	-
Perda Tangente	CEI 60250	23°C, 1MHz	-	-
Resistividade de volume	CEI 60093	23°C, 1V	Ωcm	105
		275°C	Ωcm	-
Moldagem por injeção
Temperatura do bico			。C	390 (380~410)
Temperatura da Zona 1			。C	390 (380~410)
Temperatura da Zona2			。C	380 (370~400)
Temperatura da Zona3			。C	370(360~390)
Temperatura de fusão			。C	390 (380~410)
Temperatura do Molde			。C	180~210
Velocidade do parafuso			%	50-80
Contrapressão			Bar	4-12
Pré-secagem
Temperatura/tempo de secagem			-	150°C/3h ou 120°C/mais de 6h
Absorção de água			%	<0,3