Estudo da cura e do comportamento reológico de sistemas poliméricos altamente reforçados em estereolitografia

Abstract

Fruto do aumento da exigência dos consumidores e de novas imposições dos mercados internacionais, o processo de desenvolvimento de um produto sofreu uma profunda alteração com o objectivo de dar resposta à necessidade crescente de produtos mais complexos e de maior qualidade, assim como, da necessidade dos produtos serem lançados no mercado de forma cada vez mais rápida Com vista a cumprir os requisitos anteriores e sendo a estereolitografia uma importante tecnologia de prototipagem rápida destinada à obtenção de protótipos em resina termoendurecível, várias tem sido as estratégias propostas para a obtenção de modelos físicos. A fabricação de protótipos por estereolitografia envolve uma transformação de resinas líquidas por acção de radiação, através de mecanismos de polimerização. Deste modo o trabalho de investigação descrito nesta tese passou pelo estudo de sistemas híbridos envolvendo mecanismos de polimerização radicalar e catiónica e a utilização de cargas metálicas. Foi efectuado um intenso estudo experimental no sentido de conhecer a cinética de cura e o comportamento reológico destes sistemas poliméricos. Vários parâmetros foram objecto de estudo: intensidade de radiação, concentração de iniciador, granolumetria dos pós metálicos. Os resultados obtidos no estudo são particularmente promissoras no que respeita à utilização de resinas reforçadas em aplicações estereolitográficas.

The increasing emphasis on consumers’ expectations together with the modern demands of international markets has triggered a deep change on the product development process in order to answer to the growing need of more complex and higher quality products, as well to speed time to market. The concurrent need to respond to these requirements and to develop prototypes in thermosetting resins has conducted to an extensive research on the different strategies used to develop physical models, being Stereolithography one of the most important technologies. The fabrication of rapid prototypes by Stereolithography involves the conversion of liquid resins, through polymerisation mechanisms, by radiation effects. This research work concerns the study of hybrid systems comprising mechanisms of radical and cationic polymerisation and the use of metallic particles. It involved an extensive experimental work to get a better understanding of the cure kinetics and the rheological behaviour of these polymeric systems. Several parameters were investigated like the radiation intensity, the initiator concentration and the granulometry of metallic powders. The findings of this work are particularly important to the use of reinforced resins in stereolithographic applications.