Os nossos nanoaditivos consistem em materiais quânticos, concebidos para incorporação sem costura em sistemas compostos de epóxi, fibra de vidro, metais, agregados, cerâmica e fibra de carbono, a fim de aumentar a sua durabilidade, resistência ao desgaste e vida útil.
A necessidade de uma vida útil prolongada é particularmente crucial tanto para a segurança, como para o desempenho fiável em locais remotos e, especialmente, em circunstâncias em que os recursos são mínimos e a manutenção é desejavelmente mantida a um mínimo essencial, sem comprometer a eficiência do sistema.
OS DESAFIOS
Um grande desafio encontrado durante a preparação de nanocompósitos de matriz polímera, é a capacidade de conseguir uma dispersão homogénea de nanofiltros, dentro do polímero.
Aglomeração de aglomerados de tamanho micrométrico de nanopartículas de grandes dimensões (frequentemente > 30 nm) utilizadas em cargas pesadas tendem a gerar efeitos adversos nas propriedades térmicas e mecânicas de um epóxi, uma vez que um menor número de partículas de reforço está presente noutras áreas e os agregados podem actuar como centros de defeitos, que podem actuar como iniciadores de fendas que levam a falhas estruturais do compósito. Por conseguinte, isto não representa as verdadeiras propriedades de um nanocomposto desejado.
O DESAFIO PRINCIPAL – LIMITES DE GRÃO
Os limites de grão são defeitos bidimensionais numa estrutura cristalina que tendem a diminuir a condutividade elétrica e térmica de um material. A maioria dos contornos de grão são locais preferenciais para o início da corrosão.
Os limites dos grãos são fronteiras intransponíveis para discordâncias e o número de discordâncias dentro de uma nanopartícula afeta o modo como a tensão se acumula no grão adjacente, acabando por ativar fontes de discordância e permitindo assim também a deformação no grão vizinho.
Ao reduzir o tamanho das nanopartículas, pode-se influenciar o número de discordâncias acumuladas no limite do grão e aumentar a sua resistência ao escoamento, ou seja, a tensão máxima que a nanopartícula tolera antes do início da deformação.
PORQUÊ MATERIAIS QUÂNTICOS NANOARQUITETADOS?
Para aumentar significativamente a resistência de um material compósito, os aditivos de nanopartículas têm de ser capazes de proibir a formação de limites de grão. Com um tamanho de 10 nm, apenas uma ou duas deslocações podem caber dentro de um grão. Na maioria dos materiais, isto significa nanopartículas muito abaixo dos 10 nm, uma vez que, com nanopartículas maiores, começam a surgir fronteiras de grão secundárias.
Os materiais quânticos são nanomateriais que têm tipicamente pelo menos uma dimensão na gama de tamanho inferior a 20 nm e uma área de superfície muito elevada, o que permite a sua utilização em quantidades muito pequenas. Uma carga reduzida com maior resistência proporciona uma oportunidade de criar sistemas compostos robustos e leves.
Com a implementação de rotas de síntese para modificar a estrutura cristalina (arquitectura atómica/nanoarquitectura) dos materiais quânticos, o seu desempenho e propriedades podem ser substancialmente melhorados para além das propriedades convencionais induzidas pelo tamanho.
REFORÇO EPOXÍDICO
Sabe-se que a adição de pequenas quantidades de nanopartículas para o reforço de compósitos permite uma melhoria qualitativa substancial na resistência e rigidez dos polímeros. Os compósitos com componentes reforçados com
nanopartículas são considerados como uma adição essencial para a melhoria a longo prazo dos materiais de rotor do futuro.
COMO OS MATERIAIS QUÂNTICOS O CONSEGUEM
A presença de materiais quânticos atomicamente arquitectados dispersos como cargas nanoscópicas dentro de um polímero epoxi potencia um aumento substancial do comportamento de tensão-deformação dos polímeros epoxídicos, bem como a resistência à fractura. A razão para este aumento da resistência advém do facto de, à medida que a carga de tracção aumenta, uma matriz composta tentar alongar-se da sua forma habitual. No entanto, as cargas nanoscópicas resistem a uma tal deformação. Esta resistência à deformação reside numa menor extensão na ruptura, que resulta de uma restrição friccional causada pela maior área de superfície dos materiais quânticos, o que proporciona uma maior interacção entre eles e a resina. Isto resulta então numa menor deformação resultante, permitindo que os nanocompósitos sustentem mais cargas e contribuam para um módulo de elasticidade mais elevado do que o actualmente alcançável nos sistemas contemporâneos.
Além do aumento da resistência, podem ser adoptadas outras propriedades únicas dos materiais quânticos, para diversificar a funcionalidade dos sistemas compostos, por exemplo, maior protecção contra a radiação, maior transporte de calor, impermeabilização, resistência à corrosão e maior protecção contra a abrasão, por exemplo, das pás de rotor.
ESTUDO DE CASO - LÂMINAS DE ROTOR
Os nossos materiais quânticos para reforço de pás de rotor são concebidos para ajudar :
aumentar a estabilidade do rotor durante as condições de baixo g na Terra & Marte
melhorar a resistência das lâminas para voo em terreno baixo na Terra, bem como durante a futura exploração planetária Marsiana de longo alcance
aumentar a resistência à abrasão e à corrosão em solos arenosos, grosseiros (provavelmente ácidos) e ambientes húmidos ou aquáticos
permitem o fabrico de lâminas leves e mecanicamente robustas para maior eficiência e melhor resistência à fadiga sob condições de vento em constante mudança.
PRODUTOS
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QM-ALLOY
NANOARQUITETURA : Folhas/Flocos atomicamente finos (espessura < 1 nm)
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : 635200 cm²/g
ESCALA DE MOHS : 4,5
COR : Nanopó branco
DOSAGEM : ~ 0,001 - 0,05 wt % (dependendo do desempenho desejado)
BENEFÍCIOS : Para o reforço reforçado de ligas metálicas, por exemplo níquel (Ni), ferro (Fe), aço, magnésio (Mg), cobre (Cu) e alumínio (Al); reduz a porosidade, aumenta a resistência mecânica e a resistência à fluência térmica, a energia de impacto, a resistência ao escoamento, a microdureza, e proporciona uma resistência máxima à tracção superior.
Ajuda a prevenir a degradação por agentes corrosivos e oxidação, confere propriedades antimicrobianas, anti-fúngicas e antivirais.
Reduz o coeficiente de expansão térmica de modo a fornecer um sistema nanocomposto mais estável dimensionalmente e simultaneamente serve como um retardador de chama sem halogéneo.
EPOXY S-FILLER
NANOARQUITETURA : partículas esféricas ~ 1,4 nm
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA: 1486388 cm²/g
COR : BRANCO-CREME / NANOPÓ BRANCO
RESISTÊNCIA AQUECENTE: Até 1630 °C (2970°F)
DUREZA DE MOHS : 6 - 7
DOSAGEM : ~ 0,0001 - 0,005% em peso
BENEFÍCIOS : Nano-enchimento para reforço de resina e resistência mecânica melhorada. Consegue uma boa dispersão dentro de um polímero para melhorar a distância de alongamento, a tensão de tração e a força de tração de, por exemplo, compósitos de borracha de silicone, atua como agente adesivo e antiestático para revestimentos compósitos.
EPOXY Q-FILLER
NANOARQUITETURA : partículas esféricas < 10 nm
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : 415300 cm²/g
ESCALA DE MOHS : 4.5
COR : Nanopó branco
DOSAGEM : ~ 0,001 - 0,07 wt % do peso
BENEFÍCIOS : Bloqueio UV, Antibacteriano, Anticorrosão, Anticorrosivo, Aditivo Essencial para Reforço de Resina, Reforço da Resistência à Flexão e à Tensão, Retardador de Chama Sem Halogéneo, fotoiniciador para revestimentos e adesivos fotocuráveis.
EPOXY C-FILLER
NANOARQUITETURA : < 25 nm nanopartículas ocas esféricas
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : 388000 cm²/g
ESCALA DE MOHS : 3
COR : Nanopó branco
DOSAGEM : ~ 0,003 - 0,01 wt % do peso
BENEFÍCIOS : Adesivo, enchimento de resina, selante, regulador de acidez, não abrasivo, melhora a rigidez e resistência mecânica dos polímeros, reduz a retracção, aumenta a condutividade térmica, melhora a resistência à fluência, aumenta a resistência ao impacto.
Aumenta a temperatura de cristalização e reduz os tempos de ciclo para a moldagem por injecção. A nanopódoa pode ser dispersa directamente em materiais plásticos enquanto estiver na extrusora ou na máquina de moldagem por injecção.
EPOXY Q-FLEX
NANOARQUITETURA : Folhas/Flocos atomicamente finos (espessura < 1 nm)
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : 635200 cm²/g
ESCALA DE MOHS : 4,5
COR : Nanopó branco
DOSAGEM : ~ 0,001 - 0,05 wt % do peso
BENEFÍCIOS : Bloqueio UV melhorado, Antibacteriano, Anticorrosão, Anticorrosivo, Aditivo Essencial para Reforço de Resina, Melhoramento da Flexibilidade e Resistência à Tensão Superior ao Epoxy Q-Filler , não abrasivo, Retardador de Chama sem halogéneo, fotoiniciador para revestimentos e adesivos fotocuráveis.
QS-SHIELD I
NANOARQUITETURA : Nanosferas
DIMENSÃO : ~ 8 nm
ESCALA DE MOHS : 9 - 10
COR : Nanopó preto-azulado/azul da meia-noite
DOSAGEM : ~ 0,001 - 0,03 wt % do peso
BENEFÍCIOS : Material refractário de alta qualidade, alta tolerância à tensão/ deformação, alta resistência à abrasão, discos de travão cerâmicos de alto desempenho, pára-raios de iluminação, semicondutor, material de espelho para telescópios astronómicos, partículas de combustível nuclear (combustível Tristructural-isotrópico - TRISO) material de revestimento para reter produtos de fissão a temperaturas elevadas conferem mais integridade estrutural às partículas TRISO, combustível para produção de aço, nanocatalisador, guias de cana de pesca de alta resistência ao desgaste.
QS-SHIELD II
NANOARQUITETURA : Nanotubos
DIMENSÃO : < 3 nm de diâmetro, até 10 µm de comprimento
ESCALA DE MOHS : 9 - 10
COR : Nanopó cinza/cinza-esbranquiçado
DOSAGEM : ~ 0,001 - 0,01 wt % do peso
BENEFÍCIOS : Material refractário de alta qualidade, maior tolerância à tensão/ deformação, maior resistência à abrasão, discos de travão cerâmicos de alto desempenho, pára-raios de iluminação, semicondutor, material de espelho para telescópios astronómicos, material de revestimento de combustível nuclear ( Tristructural-isotropico - combustível TRISO) para reter produtos de fissão a temperaturas elevadas conferem mais integridade estrutural às partículas TRISO, combustível para produção de aço, nanocatalisador, guias de cana de pesca de maior resistência ao desgaste.
QB-SHIELD II
NANOARQUITETURA : Nanotubos
DIMENSÃO : < 25 nm diâmetro
ESCALA DE MOHS : 9,5 - 10
COR : Nanopó bege/esbranquiçado
DOSAGEM : 0,001 - 1 % em peso Ou conforme necessário para a natureza da exposição à radiação
BENEFÍCIOS : Absorvente de neutrões, material de protecção térmica, componente de motor de foguetão, resistente à abrasão - revestimento de corte de alta velocidade, aditivos de polímero dessecante de selagem de resina plástica, lubrificante de alta temperatura, isolamento, electricidade de alta voltagem de alta frequência, isoladores de arco de plasma, material de forno de indução de alta frequência, componentes de arrefecimento, cerâmica composta.
QM-SHIELD
NANOARQUITETURA : Folhas/Flocos atomicamente finos (espessura < 1 nm)
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : 495500 cm²/g
COR : Nanopó preto/castanho-negro
ESCALA DE MOHS : 5 - 6
DOSAGEM : ~ 0,005 - 0,1 % em peso para a natureza da exposição à radiação e ambiente de aplicação
BENEFÍCIOS : Protecção contra radiação gama, fluidos magnetoreológicos, absorção de ondas electromagnéticas, aumento da temperatura de transição do vidro epoxídico, aumento do transporte térmico, fotoiniciador.