PREPREG DE FIBRA DE VIDRO COM GRAFENO��OTIMIZANDO OS COMPÓSITOS E CRIANDO ESTRUTURAS INTELIGENTES
Desenvolvimento do TEXIGRAPH – Prepreg de fibra de vidro com grafeno
Resultados e possibilidades para melhorias das propriedades em relação aos compósitos convencionais
Painel Aeronáutico – FEIPLAR 2026
Luís Fernando Tomasi Barbi
Gerente Comercial
QUEM É A TEXIGLASS?
Empresa brasileira de 40 anos, fundada em 1986 e sediada em Vinhedo/SP
Início Prepreg Fibra de vidro + Resina Fenólica
Fabricação de tecidos e materiais de reforços em linha (+ aramida e fibra de carbono)
+ 700 desenvolvimentos até hoje
Associada: ALMACO, SAMPE e ABIFIBRA
Maior linha de reforços da América Latina
O QUE FAZ A TEXIGLASS?
Tecelagem de fibra de vidro, fibra de carbono e aramida
Retorção, texturização, acabamentos especiais em filamentos
Pultrusão de perfis e barras poliméricas (FC/FV)
Cordas, mangas e tranças tubulares
Impregnação de fios, cabos e tecidos
E o que a Inovação tem a ver com os compósitos?
Tudo? Nada?
Será que a Texiglass estará vendendo o mesmo produto daqui a 10 anos?
Seu maior cliente hoje, será o mesmo daqui a 10 anos?
Texigraph
TEXIGRAPH – PREPREG COM GRAFENO
ROTAS DE TRABALHO
DISPERSÃO DO GRAFENO NA RESINA EPÓXI - MORFOLOGIA
Morfologia das partículas em diferentes ampliações (a–d).
Microscopia eletrônica de varredura
Espectros Raman
Comparação com materiais de referência (a) e espectros das regiões analisadas (b–e).
TEXIGRAPH
DISPERSÃO DO GRAFENO NA RESINA EPÓXI – MORFOLOGIA
Análise térmica – TGA/DTG
Perda de massa (TGA) e derivada (DTG) em função da temperatura.
Análise dos resultados
Conclusão: Este material se encaixa como um material grafênico com número de camadas inferior a 10, resultado compatível com as curvas RAMAN apresentadas anteriormente
TEXIGRAPH
DISPERSÃO DO GRAFENO NA RESINA EPÓXI - ETAPAS
→
→
→
Teores avaliados
0,01%; 0,05%; 0,1%; 0,5% e 1,0% em massa de grafeno.
Arquitetura do laminado
Tecido de fibra de vidro impregnado manualmente com resina epóxi nanoestruturada.
Cura
Ciclo térmico: 2 h a 90 °C + 10 h a 140 °C.
Obtenção de placas planas para validação da rota
Material adequado para caracterização posterior
TEXIGRAPH
DISPERSÃO DO GRAFENO NA RESINA EPÓXI - INCORPORAÇÃO
Problema técnico
A resina epóxi apresenta viscosidade elevada; dispersar grafeno diretamente pode gerar mistura não homogênea.
Solução adotada
Pré-dispersão do grafeno em solvente, seguida de incorporação na resina e remoção controlada do solvente.
Critério de avaliação
Comparação entre as temperaturas de transição vítrea obtidas pela análise de DMA.
TEXIGRAPH
DISPERSÃO DO GRAFENO NA RESINA EPÓXI – INCOPORAÇÃO 0,5%
Microscopia eletrônica de varredura
Microscopia eletrônica de varredura do compósito de matriz epóxi reforçado com grafeno em duas regiões distintas (a) região 1 e (b) região 2.
Análise dos resultados
Conclusão: A qualidade da dispersão sustentou a decisão de produzir laminados e avaliar propriedades mecânicas.
TEXIGRAPH
DISPERSÃO DO GRAFENO NA RESINA EPÓXI – INCOPORAÇÃO 0,5%
Análise dos resultados
Conclusão: A presença do grafeno altera a resposta térmica sem inviabilizar o processamento.
Análises térmicas: TGA, DSC, DMA e TMA
Análises térmicas de (a) TGA; (b) DSC; (c) DMA e (d) TMA para epóxi pura e para resina nanoestruturada.
TEXIGRAPH
CARACTERIZAÇÃO DOS LAMINADOS COM DIFERENTES TEORES DE GRAFENO
Ensaio de Ultrassom
Branco
0,01%
0,05%
0,1%
0,5%
1,0%
Microscopia óptica
Ultrassom
Microscopia Óptica
TEXIGRAPH
CARACTERIZAÇÃO DOS LAMINADOS COM DIFERENTES TEORES DE GRAFENO
Comportamento mecânico: Compressão
Referência
O laminado epóxi/fibra de vidro sem grafeno apresentou resistência à compressão de 240 MPa.
Limite
Teor de grafeno otimizado
0,01 e 0,1% em massa aumentaram a resistência à compressão em +9,2% e +7,1%.
Comportamento mecânico: Compressão
TEXIGRAPH
CARACTERIZAÇÃO DOS LAMINADOS COM DIFERENTES TEORES DE GRAFENO
Comportamento mecânico: Compressão
Comportamento mecânico: Cisalhamento interlaminar
Referência
O laminado branco apresentou cisalhamento interlaminar de 42 MPa, valor típico para epóxi/fibra de vidro.
Queda em concentrações mais altas
Concentrações superiores a 0,5% em massa causaram redução expressiva da propriedade.
Melhor resposta
Teores entre 0,01 a 0,1% em massa de grafeno alcançaram aproximadamente 46 MPa, incremento de cerca de 9,6%.
TEXIGRAPH
CARACTERIZAÇÃO DOS LAMINADOS COM DIFERENTES TEORES DE GRAFENO
Comportamento mecânico: Resistência à tração
Referência
Resistência à tração do laminado branco: 303 MPa.
Resultado chave
Ganhos obtidos
0,1% em massa elevou a resistência em +33,6%, confirmando a eficiência de pequenas adições.
TEXIGRAPH
FABRICAÇÃO TEXIGRAPH EM ESCALA SEMI INDUSTRIAL (prepreg com grafeno)
Vidro/Epóxi
0,05% grafeno
Comercial
• Método: esfera rolante
• Referência: ASTM D3121-17 adaptada
• Inclinação da rampa: 10°
• Massa da esfera: 4,2 g
Menor distância percorrida pela esfera indica maior tack
TEXIGRAPH
FABRICAÇÃO DO LAMINADO COM TEXIGRAPH (prepreg)
0,01% grafeno
0,05% grafeno
10 mm
10 mm
Vidro/Epóxi
10 mm
TEXIGRAPH
ROTA 1 — FABRICAÇÃO DO LAMINADO COM TEXIGRAPH (prepreg)
0,01% grafeno
0,05% grafeno
10 mm
10 mm
Vidro/Epóxi
10 mm
TEXIGRAPH
ROTA 1 — PRODUÇÃO E AVALIAÇÃO DOS PROTÓTIPOS FEITOS COM TEXIGRAPH
Projeto do ferramental
Molde em aço H13 (50 HRC), com cavidade de 556 × 94 mm para conformação do perfil C por laminação manual e prensagem.
Perfil fabricado
Geometria e fidelidade dimensional consistentes com o projeto, validando o processo de conformação nas três formulações.
TEXIGRAPH
ROTA 1 — PRODUÇÃO E AVALIAÇÃO DOS PROTÓTIPOS FEITOS COM TEXIGRAPH
Projeto do ferramental
Perfil fabricado
Ensaio em execução
Perfil C posicionado no dispositivo de flexão em três pontos, sob carregamento até a falha.
Curva carga versus extensão
Registro em tempo real da curva carga-extensão no software MTS TestSuite, utilizado para o cálculo da resistência e do módulo em flexão.
TEXIGRAPH
ROTA 1 — RESULTADOS
Síntese dos resultados
Formulação | Flexão (MPa) | Variação | Módulo (MPa) | Variação |
Epóxi pura | 290,8 | — | 518,6 | — |
0,01% G | 318,5 | +9,5% | 546,4 | +5,4% |
0,05% G | 279,0 | -4,1% | 578,6 | +11,6% |
✔ Rigidez: aumento de até 11,6% com a incorporação de grafeno.
✔ Melhor resistência à flexão: 0,01% de grafeno (+9,5% = 318,5 MPa).
✔ 0,05% de grafeno: maior módulo elástico, porém menor resistência máxima.
✔ Melhor formulação: 0,01% em massa de grafeno, apresentando o melhor equilíbrio entre rigidez e resistência mecânica.
CONCLUSÃO - TEXIGRAPH
Síntese dos resultados científicos, tecnológicos e de inovação alcançados
Objetivos alcançados
Consolidou-se uma plataforma nacional para obtenção de resinas nanoestruturadas e prepregs com grafeno, validada da escala laboratorial até a aplicação em ambiente relevante.
Desafios superados
O aumento de custos de matérias-primas e insumos após a pandemia inviabilizou parte da escala semi-industrial; estratégias alternativas preservaram os objetivos técnicos e científicos.
Cooperação e transferência
A rede de cooperação com universidades e institutos de pesquisa foi fortalecida, e a resina desenvolvida já foi comercializada para aplicação em veículos aéreos não tripulados.
Proteção da inovação
A empresa optou pelo segredo industrial para proteger formulações e processos, preservando a vantagem competitiva e o potencial de exploração comercial da tecnologia.
Os recursos investidos pela FINEP contribuíram efetivamente para a geração de conhecimento, a formação de competências tecnológicas e o desenvolvimento de uma tecnologia nacional com elevado potencial de aplicação industrial e geração de valor para o país
TEXIGRAPH – PREPREG COM GRAFENO�NEXT STEPS
AGRADECIMENTOS
Espaço D17