Adesivos estruturais (resina epóxi)

Kavalier T800, projeto russo, casco selado com resina epóxi, aguardando fibragem e acabamento.

A resina epóxi é utilizada amplamente na fabricação e reforma de barcos devido a suas excelentes qualidades mecânicas, a sua estabilidade química, e a sua ótima adesão a diversos materiais, como metais e madeira. A resina epóxi é a mais apropriada para colar peças de madeira em um barco, e para impregnar fibra de vidro sobre madeira. Mas se a resina epóxi é tão boa, por que não se fazem mais barcos de madeira e sim de fibra de vidro com resina poliéster?

A resina poliéster, quando usada para fazer peças em conjunto com fibra de vidro apenas, tem muito méritos: baixo custo, facilidade de produção em série, liberdade de formas. Por isso é o material mais empregado para fabricar veleiros e lanchas em série. Por outro lado a resina poliéster tem características que a tornam inadequada para a construção de barcos one-off, caso dos construtores artesanais que compram um projeto para construir um único veleiro. A resina poliéster não é impermeável, e é sucetível a osmose, fator que gradativamente destrói as propriedades mecânicas da resina. Por isso é importante que o casco de fibra esteja sempre com o gelcoat e a pintura em bom estado. Além disso, a resina poliéster é pesada, e não é recomendável sua aplicação sobre a madeira, pois há risco de delaminação. Acredita-se que substâncias presentes na madeira interfiram na cura da resina que está diretamente em contato com ela. Assim, embora a resina, por fora, esteja curada, na parte interna ela não aderiu à madeira. Como a resina contrai bastante na cura, ela acaba ficando mecanicamente fixa ao casco. Mas se houver impactos que provoquem deformação, mesmo que momentânea, há risco de grandes porções do laminado se descolarem e racharem.

Resina epóxi: o que é?

As resinas Epóxi são produtos obtidos por reações de condensação (na presença de hidróxido de sódio) entre a Epicloridrina (1-cloro-2,3-epóxi-propano) e o Bisfenol A [ 2,2- bis(4`-hidroxifenil) propano ]. A resina epoxídica mais utilizada é o éter de diglicidil bisfenol A ( DGEBA ). O resultado desta reação é um polímero de cadeia longa constituída de grupos epoxídicos em suas extremidades. É possível conseguirmos uma variedade muito grande de resinas com viscosidades que vão de líquidas até sólidas, variando seu peso molecular.

Este tipo de resina apresenta características bastante interessantes no que se refere á interação química com outras resinas termoendurecíveis, fornecendo produtos finais com muito boas propriedades de resistência á abrasão, química, dielétrica, flexibilidade e aderência. As resinas epoxídicas não secam por si só e necessitam serem modificadas com certos ácidos graxos ou combinadas com agentes de cura, formando uma estrutura tridimensional por polimerização ou crosslinking com alguns materiais, para formarem um filme sólido á temperatura ambiente.

A grande vantagem do epóxi sobre a resina poliéster é que a molécula de epóxi é polar, e por isso adere muito bem a uma variedade de superfícies, como madeira e metais, ao contrário da resina poliéster. É mais cara mas seu rendimento quando em um laminado com fibra de vidro é maior (1kg de resina para cada kg de fibra de vidro, enquanto o poliéster requer cerca de 2kg de resina para cada kg de fibra, às vezes mais).

Crosslinking – a chave da resistência do epóxi

A chave da resistência de resinas como poliéster e epóxi é o crosslinking (traduzindo livremente: ligações cruzadas). O epóxi é um polímero (como os plásticos todos que você conhece), ou seja, é composto de longas cadeias de hidrocarbonetos. A diferença dos termofixos em geral, e do epóxi em perticular, é que, em algum momento da cura, as longas moléculas, que podemos ver como fibras de um tecido, se ligam a outras moléculas, formando uma rede interconectada em toda a sua extensão. E por que é importante saber disso?

Quando você aplica uma camada fibra de vidro saturada com epóxi sobre o casco de seu barco, por exemplo, é importante que a madeira já esteja saturada de resina antes. O jeito certo de fazer isso é aplicar uma primeira camada de resina e esperar o ponto de gel para aplicar outra camada, com a fibra.

Como encontrar o ponto de gel e porque ele é importante?

O ponto de gel é o ponto no processo de secagem em que a resina já está seca o suficiente para aplicar uma nova camada, mas ainda está num estágio da cura anterior ao crosslinking. Quando você aplicar fibra e uma nova camada de resina, o crosslinking vai ocorrer entre estas duas camadas, ou seja, na prática, será como uma única camada de resina desde o compensado, passando pela fibra até a superfície externa. A resistência deste laminado é muito maior do que se a resina for aplicada sobre um laminado após o ponto de gel.

Para encontrar o ponto de gel é simples: ao tocar na resina, ela não poderá grudar em sua mão, mas suas digitais ficarão impressas nela. Neste estágio você já pode aplicar uma nova camada de resina. O crosslinking é o que dá ao epóxi suas principais características, sua termoestabilidade, em primeiro lugar, e sua resistência mecânica.

A resina epóxi, por sua própria composição química, tem excelente adesão a metais e madeiras. Além disso, o epóxi é completamente impermeável, e após a formação do termofixo (após a cura) ele não pode ser dissolvido por nenhum solvente. A acetona dilui a resina epóxi antes da cura, mas após a cura não há solvente que a ataque.

A resina epóxi é cara, mas seu uso compensa, em especial quando se constrói com o método “stitch-and-glue”, pois este método dispensa longarinas, em geral fabricadas com madeiras nobres (e caras).  A maior resistência mecânica da resina, sua maior flexibilidade, e seu melhor rendimento quando aplicada com fibra de vidro fazem com que seja a melhor alternativa para construir embarcações com compensado naval.