BR112017019276B1

BR112017019276B1 - Método de fabricação de artigo compósito, dispositivo, método de fabricação de um dispositivo, compósito e método

Info

Publication number: BR112017019276B1
Application number: BR112017019276-4A
Authority: BR
Inventors: Henry E. Richardson; Sylvain Gleyal
Original assignee: Zephyros, Inc
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2022-02-01
Also published as: CN107567478A; BR112017019276A2; WO2016145158A1; US20200190272A1; CN107567478B; EP3268201A1; US20180037703A1; US10570258B2; US20220127426A1; US11248096B2

Abstract

ARTIGO COMPÓSITO, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ARTIGO COMPÓSITO, USO DE ARTIGO COMPÓSITO, DISPOSITIVO, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM DISPOSITIVO, COMPÓSITO E MÉTODO. Um reforço estrutural para um artigo que inclui um transportador (10) que inclui: (i) uma massa de material polimérico (12) que tem uma superfície externa; e (ii) pelo menos um inserto compósito fibroso (14) ou sobreposição (960) que possui uma superfície externa e que inclui pelo menos um arranjo de fibras alongadas (por exemplo, tendo uma pluralidade de fibras ordenadas). O inserto fibroso (14) ou a sobreposição (960) é previsto para juntar a massa do material polimérico em um local predeterminado para transportar uma carga pré-determinada que é submetida ao local predeterminado (proporcionando desse modo o reforço localizado a esse local predeterminado). O inserto fibroso (14) ou a sobreposição (960) e a massa de material polimérico (12) são de materiais, estruturas ou ambos compatíveis, para permitir que o inserto fibroso ou a sobreposição seja unida pelo menos parcialmente à massa do material polimérico. Uma massa de material ativável (126) pode ser disposta em pelo menos uma porção do transportador (10). O inserto fibroso (14) ou sobreposição (960) pode incluir uma matriz polimérica que inclui um epóxi termoplástico.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se geralmente a materiais compósitos, particularmente a compósitos que possuem uma fase polimérica de epóxi termoplástico, que podem ser utilizados em várias aplicações, tais como reforços estruturais e/ou defletores para utilização em veículos de transporte.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Existe um esforço contínuo em muitas indústrias para aliviar o peso dos artigos. Em muitos casos, isto é conseguido pela seleção de materiais que têm uma densidade mais baixa, espessuras de seção mais finas ou ambas, em comparação com materiais ou estruturas anteriores. Como resultado, existe um potencial para o enfraquecimento das estruturas e a consequente necessidade de reforço ou reforço estrutural adicional.

[003] No campo da fabricação de veículos automotores, é comum empregar reforços estruturais dentro de cavidades da estrutura da carroçaria do veículo. Por exemplo, tornou-se comum empregar dentro de uma cavidade da estrutura da carroçaria do veículo um suporte polimérico moldado relativamente rígido que suporta um material ativável em uma ou mais de suas superfícies externas. Para certos materiais ativáveis, ao ser ativado (por exemplo, pelo calor de um forno de cozimento de revestimento), o material ativável pode expandir-se e ligar-se a uma superfície que define a cavidade.

[004] De modo a controlar seletivamente as propriedades da estrutura de reforço do artigo, foi ensinado a utilizar estruturas de reforço híbridas que incluem uma combinação de múltiplos materiais para o suporte. Veja, por exemplo, o documento de patente US 8430448, aqui expressamente incorporada por referência para todos os fins. Veja também o documento WO 2010/054194, aqui incorporado expressamente por referência para todos os fins.

[005] Na indústria de veículos automotores, o uso de modelagem computacional (por exemplo, análise de elementos finitos) foi empregado para simular uma queda de veículo e para modelar como uma seção particular de um veículo responderá ao acidente. Essa modelagem pode ser utilizada para determinar locais apropriados para a colocação de estruturas de reforço.

[006] Sem prejuízo dos esforços acima, continua a existir uma necessidade de estruturas de transporte alternativas. Por exemplo, continua a existir uma necessidade de estruturas de suporte alternativas que empregam uma combinação de materiais diferentes que, mesmo que sejam diferentes, ainda são geralmente compatíveis (por exemplo, quimicamente e/ou fisicamente compatíveis) entre si para que possam ser unidos em conjunto sem a necessidade de um adesivo, um fecho mecânico ou outros meios para unir fisicamente dois ou mais materiais diferentes. Também existe uma necessidade contínua de estruturas de suporte alternativas que empregam uma combinação de materiais diferentes em que cada uma contém uma porção polimérica substancial (por exemplo, uma porção não metálica) para que a redução de peso possa ser alcançada. Existe também a necessidade de materiais poliméricos que possam ser combinados para aumentar o módulo geral e a resistência à flexão de um reforço, de modo que ele exceda o de qualquer um dos materiais por conta própria. Existe também uma necessidade contínua de estruturas de suporte alternativas que empregam uma combinação de materiais diferentes que se unem em uma região de interface que geralmente é contínua com as porções do suporte definidas pelos respectivos diferentes materiais. Existe também uma necessidade contínua de um suporte alternativo que possa empregar uma ou mais regiões de reforço locais através do uso de um material particular dentro do suporte e que pode ser alcançado na ausência de necessidade de uma característica estrutural (por exemplo, uma nervura) para conferir força adicional ao reforço localizado.

[007] Exemplos de estruturas compostas são ilustrados no documento WO 2007/008569, nos pedidos de patente US 2011/0039470 e US 2012/0251863 e na patente US 7581932, todos incorporados por referência para todos os fins. Ver também os documentos de patente US 6855652, US 7125461 e US 7318873, e os pedidos de patente US 2003/0039792, US 2010/0289242, US 2011/0278802 e US 2009/0202294, incorporados por referência para todos os fins.

[008] O presente pedido também está relacionado e incorpora, por referência para todos os fins, o pedido de patente GB 1318595.4, depositado em 21 de outubro de 2013.

[009] Além do acima mencionado, os polímeros termoplásticos que apresentam pelo menos um grupo epóxido foram descritos na patentes US 5115075, US 4438254, US 6011111 e no documento WO 98/14498 (ver, por exemplo, páginas 3-8) juntamente com condições de síntese ilustrativas, todas incorporadas por referência aqui (ver também a patente US 3317471 e US 4647648, também aqui incorporada por referência). Exemplos de tais materiais também podem ser encontrados, sem limitação, nos parágrafos 15-25 do pedido de patente US 2007/0270515 (Chmielewski et al.), incorporados por referência para todos os propósitos.

[010] A utilização de tais polímeros termoplásticos em um material compósito foi descrita do documento WO 2008/010823 (reação in situ de um epóxi e uma amina após impregnação), incorporada aqui por referência. Não obstante o acima exposto, permanece a necessidade por materiais compósitos que são adequados para uso em um suporte para um defletor e/ou reforço estrutural para um veículo de transporte de um tipo exemplificado nas publicações de patente acima discutidas. Por exemplo, nos casos em que possa ser desejável alterar ou melhorar localmente uma propriedade de um material de suporte, continua a existir uma necessidade por materiais alternativos adequados para tal propósito. Existe também a necessidade por materiais que permitam a reciclagem, recuperação e/ou reutilização para além da vida útil do material na sua aplicação pretendida. Ver também o pedido de patente US 2009/0298974 (incorporado por referência).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] Uma ou mais das necessidades acima são atendidas pelos presentes ensinamentos que contemplam estruturas e métodos melhorados que podem ser empregados vantajosamente para selagem, deflexão e/ou reforço estrutural de vários artigos, e particularmente para reforço estrutural de veículos de transporte, como os veículos automotores. Os materiais do presente ensinamento também encontram aplicação em uma série de outras aplicações, como será visto a partir da discussão a seguir. Ou seja, os presentes ensinamentos relacionam-se geralmente a materiais compósitos. Como um exemplo, os presentes ensinamentos referem-se a materiais compósitos fibrosos que empregam uma fase distribuída (por exemplo, uma fase fibrosa) e um material polimérico termoplástico com pelo menos um grupo epóxido. O material oferece o benefício das propriedades mecânicas tipicamente alcançadas através da utilização de materiais poliméricos termoendurecidos (por exemplo, um material epóxi termoendurecido) como parte ou a totalidade de uma fase de matriz de um compósito. No entanto, o material apresenta uma série de atributos físicos que o tornam adequado para manipulação, processamento e/ou recuperação, reciclagem e/ou reutilização pós-vida útil.

[012] Os ensinamentos aqui referidos referem-se a um artigo compósito. O artigo compósito pode estar em uma forma adequada para uso como parte de um defletor e/ou reforço estrutural para um veículo de transporte. O artigo compósito pode incluir pelo menos duas fases. Por exemplo, pode incluir uma fase distribuída e uma fase de matriz dentro da qual a fase distribuída é distribuída. A fase distribuída no artigo compósito pode incluir uma pluralidade de formas segmentadas selecionadas de fibras, plaquetas, flocos, fibras cortadas ou qualquer combinação dela. A matriz polimérica no artigo compósito em que a fase distribuída é distribuída, pode incluir pelo menos cerca de 25% em peso da matriz polimérica de um polímero substancialmente termoplástico com pelo menos um grupo funcional epóxido. O artigo compósito pode estar substancialmente livre de uma fase distribuída.

[013] Os ensinamentos aqui contidos também se relacionam com um método para produzir um artigo compósito. Em geral, um método de acordo com os presentes ensinamentos pode empregar uma etapa de contato com uma pluralidade de formas segmentadas, previstas para definir uma fase distribuída com uma resina epóxi termoplástica, tal como um polímero hidroxi-fenoxieter (por exemplo, um produto de reação geralmente termoplástico de um epóxi e uma amina) que está em um estado amolecido (por exemplo, em um estado fundido líquido). Por exemplo, um método de acordo com os presentes ensinamentos pode empregar a formação de um material compósito por extrusão, moldagem por injeção, pultrusão ou uma combinação de tais processos. Assim, é proposto para os ensinamentos aqui descritos que existe um método de fabricação do artigo compósito que inclui o contato de um material de produto de reação de epóxi/amina durante uma etapa de extrusão, moldagem por injeção, pultrusão ou qualquer combinação destes. O contato pode ser apenas após a reação ter completado entre o epóxi e a amina (por exemplo, apenas após a reação de epóxi e amina). Assim, é possível que o presente método não envolva nenhuma reação química entre quaisquer reagentes de epóxi e amina que ocorrem dentro de uma máquina de moldagem por injeção e/ou uma extrusora. Ou seja, o método pode incluir o avanço de um polímero termoplástico com pelo menos um produto de reação de grupo funcional epóxido ao longo de uma rosca de alimentação rotativa dentro de um tambor de um dispositivo de moldagem de material polimérico.

[014] Os compósitos que são feitos de acordo com os presentes ensinamentos podem ser utilizados como alguns ou todos insertos e/ou sobreposições de material compósito fibroso consolidado. Os materiais fibrosos aqui contidos podem incluir uma fase distribuída e uma fase de matriz, em que a fase distribuída inclui pelo menos uma disposição de fibras alongadas para definir um inserto fibroso consolidado para um suporte. O suporte, o inserto fibroso consolidado e/ou sobreposição, ou cada um separadamente pode ter uma superfície externa. O compósito, o inserto e/ou a sobreposição, ou cada um pode incluir pelo menos um arranjo de fibras alongadas com uma pluralidade de fibras ordenadas (por exemplo, fibras orgânicas e/ou inorgânicas) que podem ser distribuídas de uma maneira predeterminada em uma matriz de material polimérico. A matriz de material polimérico pode incluir um material de resina epóxi termoplástica como descrito geralmente, ou como descrito em qualquer dos materiais ilustrativos particulares aqui contidos. Os compósitos dos presentes ensinamentos podem ser empregados sozinhos para definir um suporte para os defletores e/ou reforços estruturais dos presentes ensinamentos. Os compósitos dos presentes ensinamentos podem ser empregados como um inserto fibroso adjacente (por exemplo, de modo a conseguir como uma superfície externa contínua) uma massa do material polimérico (por exemplo, uma que inclui uma poliamida tal como Nylon, Nylon 6, Nylon 66, tereftalato de polibutileno, ou qualquer combinação destes, opcionalmente incluindo fibras de vidro) para definir tal suporte. A localização, o tamanho, a forma ou qualquer combinação destes, do inserto fibroso podem ser selecionados para ajudar a melhorar uma ou mais propriedades do suporte na região onde o inserto está localizado. O suporte pode suportar um material ativável sobre pelo menos uma porção da superfície externa do suporte. Por exemplo, o material ativável pode ser ativado por calor (por exemplo, calor de um forno de cozimento de tinta, tal como um forno de cozimento de tinta automotiva, ou por aquecimento por indução) para espumar, expandir, aderir e/ou curar.

[015] Os ensinamentos aqui contidos ainda proporcionam compósitos compreendendo uma massa de material polimérico possuindo uma superfície externa e incluindo um primeiro material polimérico, pelo menos uma sobreposição de material fibroso tendo uma superfície externa e incluindo pelo menos uma disposição de fibras alongadas que tem um pluralidade de fibras ordenadas, pelo menos um inserto fibroso; e uma segunda camada de material polimérico localizada no meio e em contato planar direto com cada massa de material polimérico e pelo menos uma sobreposição de material fibroso, em que o segundo material polimérico é um polímero de hidroxi-fenoxieter, tal como um material termoplástico de polieteramina, o qual é um produto (por exemplo, um produto de reação de condensação termoplástica) de uma reação de uma espécie mono-funcional ou di-funcional (por exemplo, monoetanolamina) com uma porção contendo epóxido, tal como um diepóxido (por exemplo, éter diglicidílico do bisfenol A) que reagiu sob condições para fazer com que as porções hidroxila reagissem com as porções epóxi para formar uma cadeia principal polimérica geralmente linear com ligações éter.

[016] O compósito pode incluir uma única massa de material polimérico, que pode ser um material de polietileno. O compósito pode incluir exatamente duas sobreposições de material fibroso. O compósito pode incluir pelo menos duas segundas camadas poliméricas. O compósito pode incluir pelo menos quatro segundas camadas poliméricas. O compósito pode incluir exatamente quatro camadas poliméricas. A segunda camada polimérica pode ser uma película. A massa de material polimérico pode incluir um material de polietileno. Pelo menos uma sobreposição de material fibroso pode incluir fibras de vidro.

[017] Os ensinamentos aqui contidos também proporcionam um método que compreende a formação de materiais compósitos aqui descritos em uma prensa aquecida.

[018] Os ensinamentos aqui contidos fornecem ainda um dispositivo que compreende um suporte epóxi termoplástico remoldável alongado pultrudado, um material selante localizado em contato planar direto com uma porção do suporte e uma ou mais partes de camada de película de epóxi termoplástica remoldáveis localizadas em contato planar direto com o suporte.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[019] A Figura 1 é uma vista em corte lateral de uma porção de uma parte ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

[020] A Figura 2 é uma vista em corte lateral de uma porção de outra parte ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

[021] A Figura 3 é uma vista em corte lateral de uma porção de mais uma outra parte ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

[022] A Figura 4a é uma vista em perspectiva superior de um veículo ilustrativo de acordo com os presentes ensinamentos.

[023] A Figura 4b é uma vista em perspectiva inferior do suporte da Figura 4a.

[024] A Figura 5 é uma vista em perspectiva explodida de uma disposição ilustrativa de um inserto fibroso dos presentes ensinamentos.

[025] A Figura 6A é uma vista em perspectiva de um inserto fibroso ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

[026] A Figura 6B é uma vista em perspectiva de uma parte ilustrativa que incorpora o inserto fibroso da Figura 6A.

[027] A Figura 7A é uma vista em perspectiva de outro inserto fibroso ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

[028] A Figura 7B é uma vista em perspectiva de uma parte ilustrativa que incorpora o inserto fibroso da Figura 6A.

[029] A Figura 8 é um esquema que ilustra a formação de uma parte ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

[030] A Figura 9 é um exemplo ilustrativo de um perfil de um artigo alongado (por exemplo, um suporte) possuindo uma sobreposição ilustrativa de acordo com os presentes ensinamentos.

[031] A Figura 10 é um esquema de um sistema para fazer um artigo de acordo com os presentes ensinamentos.

[032] A Figura 11A é uma vista em perspectiva de um artigo ilustrativo de acordo com os presentes ensinamentos.

[033] A Figura 11B é uma vista em perspectiva traseira do artigo da Figura 11A.

[034] A Figura 11C é uma vista de perfil lateral do artigo da Figura 11A.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[035] Os presentes ensinamentos atendem a uma ou mais das necessidades acima pelos dispositivos e métodos melhorados aqui descritos. As explicações e ilustrações aqui apresentadas destinam-se a familiarizar outros versados na técnica com os ensinamentos, seus princípios e sua aplicação prática. Os versados na técnica podem se adaptar e aplicar os ensinamentos nas suas numerosas formas, que podem ser mais adequados aos requisitos de um uso específico. Consequentemente, as concretizações específicas dos presentes ensinamentos, como estabelecido, não devem ser entendidas como sendo exaustivas ou limitativas dos ensinamentos. O escopo dos ensinamentos deve, portanto, ser determinado não com referência à descrição acima, mas deve, em vez disso, ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com o alcance completo dos equivalentes aos quais tais reivindicações têm direito. As descrições de todos os artigos e referências, incluindo pedidos de patente e publicações, são incorporadas por referência para todos os fins. Outras combinações também são possíveis, conforme serão obtidas das seguintes reivindicações, que também são aqui incorporadas por referência nesta descrição apresentada.

[036] O presente pedido está relacionado com os ensinamentos do documento PCT/US14/070853, depositado em 17 de dezembro de 2014; pedido provisório US 61/916884, depositado em 17 de dezembro de 2013; e pedido PCT/US14/61531, depositado em 21 de outubro de 2014, sendo o conteúdo desses pedidos incorporado por referência para todos os fins.

[037] Este pedido reivindica o benefício das datas de depósito do pedido provisório US 62/130,832, depositado em 10 de março de 2015; pedido provisório US 62/183380, depositado em 23 de junho de 2015; pedido provisório US 62/294160, depositado em 11 de fevereiro de 2016; e pedido provisório US 62/296374, depositado em 17 de fevereiro de 2016; todos os quais são incorporados por referência para todos os fins.

[038] Como observado, os presentes ensinamentos relacionam-se geralmente a materiais compósitos. A este respeito, existem vários compósitos aos quais os ensinamentos pertencem. Os compósitos compartilham a característica comum de que cada um emprega um material compósito fibroso. O material compósito fibroso pode ter uma fase distribuída (por exemplo, uma fase fibrosa) e um material termoplástico de polímero (por exemplo, um material de resina remoldável ou produto de reação termoplástico) com pelo menos um grupo epóxido. O material polimérico termoplástico que tem pelo menos um grupo epóxido pode definir um material de matriz em que reside a fase distribuída. O material polimérico termoplástico que tem pelo menos um grupo epóxido pode ser um polímero de hidroxi- fenoxiéter, tal como um material termoplástico de poliéteramina como aqui descrito. Por exemplo, esse material polimérico termoplástico que tem pelo menos um grupo epóxido pode ser um produto (por exemplo, um produto de reação de condensação termoplástica) de uma reação de uma espécie mono- funcional ou di-funcional (isto é, respectivamente, uma espécie com um ou dois grupos reativos, tais como uma espécie contendo amida), com uma porção contendo epóxido, tal como um diepóxido (isto é, um composto com duas funcionalidades epóxidas), que reage sob condições para fazer reagir as porções hidroxila com as porções epóxi para formar uma cadeia principal polimérica geralmente linear com ligações éter. O material polimérico termoplástico remoldável pode ser formado como uma folha ou película e pode estar substancialmente livre de qualquer fase distribuída (por exemplo, fibrosa). Em um exemplo não limitativo, o material polimérico termoplástico pode ser formado como uma película que pode estar em contato com uma camada fibrosa. O material polimérico termoplástico remoldável pode ser formado como um fio.

[039] Os ensinamentos contemplam a possibilidade de que uma estrutura possa ser fabricada usando um material termoplástico remoldável de acordo com os presentes ensinamentos. Em particular, a estrutura pode ser feita a partir de um material termoplástico de acordo com os presentes ensinamentos que é reforçada com uma fase de reforço. A fase de reforço pode ser distribuída em uma matriz do material termoplástico (por exemplo, uma poliamida como descrito e/ou um material de resina remoldável como descrito). Por exemplo, a fase de reforço pode ser pelo menos uma grande parte (em volume) do material total. Pode ser superior em cerca de 60% em volume ou superior em cerca de 70% em volume. Pode ser inferior em cerca de 90% em volume, abaixo de cerca de 80% em volume, ou abaixo de cerca de 70% em volume. Qualquer fase de reforço pode ser distribuída aleatoriamente, geralmente uniformemente, e/ou em uma ou mais localizações predeterminadas de um artigo. A fase de reforço pode compreender o material termoplástico remoldável.

[040] Os materiais compósitos fibrosos podem ser utilizados como uma porção de outro material compósito. Por exemplo, pode ser empregado como um inserto (por exemplo, um inserto fibroso) e/ou uma sobreposição (por exemplo, folha) de um compósito que inclui um ou mais outros materiais.

[041] Os ensinamentos aqui se referem a um artigo compósito. O artigo compósito pode estar em uma forma adequada para uso como parte de um defletor e/ou reforço estrutural para um veículo de transporte. O artigo compósito pode estar em uma forma adequada para uso como uma estrutura de painel. O artigo compósito pode estar em uma forma adequada para ser utilizada como material de construção de edifícios, como um material de móveis, como um bom material esportivo (por exemplo, para esquis, snowboards, bicicletas, bastões, raquetes de tênis ou similares) ou como material de proteção (por exemplo, para escudos de polícia, painéis de veículos blindados ou similares). Os materiais compósitos fibrosos de qualquer artigo compósito podem incluir uma fase única ou podem incluir pelo menos duas fases. Por exemplo, pode incluir uma fase distribuída e uma fase de matriz dentro da qual a fase distribuída é distribuída. A fase distribuída no artigo compósito pode incluir uma pluralidade de formas segmentadas alongadas (por exemplo, em uma relação de pelo menos 2:1 entre uma dimensão maior e menor da forma) selecionadas de fibras, plaquetas, flocos, fibras cortadas, ou qualquer combinação destes. Para as fibras aqui utilizadas, as fibras podem ser empregadas na fase distribuída na forma de uma distribuição aleatória, um tecido, uma manta não tecida, uma pluralidade de fibras geralmente alinhadas axialmente (por exemplo, um feixe), uma pluralidade de fibras axialmente entrelaçadas (por exemplo, um fio) ou qualquer combinação delas. Uma pluralidade de fibra individuais podem, portanto, estar em uma relação geralmente ordenada (por exemplo, de acordo com um padrão predeterminado) em relação um ao outro.

[042] A composição do material da fase distribuída pode ser igual ou diferente da composição da matriz polimérica. Por exemplo, é possível que o material da fase distribuída possa ser um polímero termoplástico que tenha pelo menos um grupo funcional epóxido como descrito geralmente ou especificamente dentro dos presentes ensinamentos. O material da matriz polimérica também pode ser ou incluir um polímero termoplástico possuindo pelo menos um grupo funcional epóxido como descrito geralmente ou especificamente dentro dos presentes ensinamentos.

[043] A razão em peso de matriz polimérica para a fase distribuída pode variar entre cerca de 1:10 e cerca de 100:1 (por exemplo, pode variar entre cerca de 1:5 e cerca de 10:1, cerca de 1:3 a cerca de 5:1, cerca de 1:2 a cerca de 2:1).

[044] A matriz polimérica no material compósito fibroso em que a fase distribuída é distribuída pode incluir pelo menos cerca de 25%, 33%, 50%, 67%, 85% em peso da matriz polimérica de um polímero substancialmente termoplástico tendo pelo menos um grupo funcional epóxido. A matriz polimérica do polímero substancialmente termoplástico tendo pelo menos um grupo funcional epóxido pode ter menos do que cerca de 5%, 3% ou mesmo 1% em peso de um ingrediente polimérico diferente do polímero termoplástico tendo pelo menos um grupo funcional epóxido (por exemplo, a matriz polimérica consiste essencialmente no polímero termoplástico com pelo menos um grupo funcional epóxido).

[045] O equilíbrio do material compósito fibroso pode ser a fase distribuída. O equilíbrio do material compósito pode incluir a fase distribuída para além de outra fase e/ou material.

[046] A fase distribuída pode incluir um, dois ou mais materiais diferentes. Por exemplo, pode incluir uma única forma (por exemplo, uma única forma de segmento alongado), ou uma pluralidade de formas diferentes (por exemplo, uma pluralidade de formas de segmento alongadas). Pelo menos cerca de 25%, 33%, 50%, 67%, 85% em peso da fase distribuída podem ser fibras. A fase distribuída pode ter menos de cerca de 5%, 3% ou mesmo 1% em peso de uma forma diferente de uma fibra.

[047] O material fibroso, que pode ser formado como uma fase distribuída, pode incluir um material orgânico, um material inorgânico ou uma combinação de cada um deles. O material pode ser um material de ocorrência natural (por exemplo, uma borracha, uma celulose, sisal, juta, cânhamo ou algum outro material de ocorrência natural). Pode ser um material sintético (por exemplo, um polímero (que pode ser um homopolímero, um copolímero, um terpolímero, uma mistura ou qualquer combinação destes)). Pode ser um material derivado de carbono (por exemplo, fibra de carbono, grafite, grafeno ou outro). A fase distribuída pode assim incluir fibras selecionadas de fibras minerais (orgânicas ou inorgânicas) (por exemplo, fibras de vidro, tais como fibras de vidro E, vidro S, vidro B ou de outro modo), fibras poliméricas (por exemplo, uma fibra de aramida, uma fibra de celulose ou de outra forma), fibras de carbono, fibras metálicas, fibras naturais (por exemplo, derivadas de uma fonte agrícola) ou qualquer combinação destes. A pluralidade de fibras alongadas pode ser orientada geralmente paralelamente uma à outra. Elas podem ser trançadas. Elas podem ser torcidas. Os arranjos de fibras podem ser tecidos e/ou não tecidas.

[048] O material fibroso pode incluir uma pluralidade de fibras com um comprimento de pelo menos cerca de 1 cm, 3 cm ou mesmo 5 cm ou mais. As fibras podem ter um diâmetro médio de cerca de 1 a cerca de 50 mícron (por exemplo, cerca de 5 a cerca de 25 mícron). As fibras podem ter um dimensionamento adequado de revestimento sobre si. As fibras podem estar presentes em cada camada, ou no inserto fibroso em geral, em uma quantidade de pelo menos cerca de 20%, 30%, 40% ou mesmo 50% em peso. As fibras podem estar presentes em cada camada, ou no inserto fibroso em geral, em uma quantidade abaixo de cerca de 90%, 80% ou mesmo cerca de 70%, em peso. A título de exemplo, as fibras podem estar presentes em cada camada, ou no inserto fibroso, em uma quantidade de cerca de 50% a cerca de 70% em peso. Os conteúdos de fibra por peso podem ser determinados de acordo com a norma ASTM D2584-11. As fibras podem compreender o material polimérico termoplástico remoldável como aqui descrito.

[049] As fitas e/ou folhas (por exemplo, películas) para utilização em uma ou mais das porções de um material compósito fibroso aqui podem ser feitas por extrusão, pultrusão ou de outra forma. Exemplos de tais processos podem ser encontrados no pedido provisório US 62/130908, depositado em 10 de março de 2015; pedido provisório US 62/200380, depositado em 3 de agosto de 2015; e o pedido provisórios US 62/296378, depositado em 17 de fevereiro de 2016, todos incorporados por referência aqui para todos os fins. Desta forma, pode ser possível conseguir o alinhamento das fibras nas fitas e/ou folhas. A fita e/ou a folha podem ser formadas a partir do material polimérico termoplástico. A fita e/ou a folha podem incluir uma fase fibrosa ou, alternativamente, estar substancialmente isentas de qualquer fase fibrosa. O material polimérico termoplástico pode ser formado em fibras que podem então formar a fita e/ou a folha. Um método aqui descrito pode incluir uma etapa de impregnação de uma massa fibrosa com o material da matriz polimérica e passagem do material impregnado resultante através de uma matriz (por exemplo, uma matriz aquecida) ou outra estrutura tendo uma abertura de modo que a massa fibrosa seja revestida com uma massa geralmente contínua do material da matriz polimérica. Desta forma, também é possível obter o ordenamento desejado de fibras em relação um ao outro. Os materiais compósitos podem ser formados por extrusão com chave, pelo que é utilizado um processo de estampagem por calor para fixar um elemento de fixação mecânico, que pode ser localizado em um canal formado durante o processo de extrusão. Alternativamente, o elemento de fixação pode estar ligado em um local sem formação de canal.

[050] Os materiais compósitos fibrosos dos presentes ensinamentos podem incluir uma ou mais camadas (por exemplo, podem ter 2, 3, 4, 6 ou 15 ou mais camadas). As camadas podem ser consolidadas no sentido de que incluem uma pluralidade de fibras individuais ou outras formas segmentadas de uma fase distribuída, que pode ser distribuída em uma massa coesa do material de matriz polimérica (por exemplo, uma matriz que inclui um polímero de hidroxi- fenoxieter, tal como um material termoplástico de poliéteramina como aqui descrito). Por exemplo, o polímero pode ser um produto (por exemplo, um produto de reação de condensação termoplástica) de uma reação de uma espécie mono- funcional ou di-funcional (isto é, respectivamente, uma espécie com um ou dois grupos reativos, tal como uma espécies que contêm amidas), com uma porção contendo epóxido, tal como um diepóxido (isto é, um composto com duas funcionalidades epóxido), que reage sob condições para fazer reagir as porções hidroxila com as porções epóxi para formar uma cadeia principal polimérica geralmente linear com ligações éter. Múltiplas camadas podem ser consolidadas de modo que uma massa coesa, incluindo as múltiplas camadas, seja formada. As múltiplas camadas podem ser consolidadas de modo a formar uma forma predeterminada na forma de um inserto em forma tridimensional. Por exemplo, a inserto fibroso pode empregar uma pluralidade de camadas que incluem uma pluralidade de fibras alongadas (por exemplo, tendo um comprimento de pelo menos 1 cm, 3 cm ou mesmo 5 cm ou mais) que são orientados geralmente paralelos ou geralmente de forma unidirecional entre si e estão distribuídos em uma matriz polimérica geralmente contínua (por exemplo, em uma matriz contínua do segundo material polimérico). Uma operação de moldagem (por exemplo, termoformagem, moldagem, passagem através de uma matriz, rolamento, ou de outra forma) pode ser realizada.

[051] As fibras podem estar presentes em uma quantidade, uma distribuição ou ambas para reforçar o artigo compósito pela realização de uma melhoria de uma ou mais propriedades mecânicas selecionadas a partir de força de tração final, alongamento, módulo de flexão, módulo de compressão, ou de outra forma, em comparação com a propriedade correspondente do material da matriz polimérica sozinho.

[052] Os materiais compósitos fibrosos dos presentes ensinamentos podem ser tais de modo que a fase distribuída seja distribuída no material da matriz polimérica em uma disposição ordenada, em uma disposição substancialmente homogênea ou ambas. É possível que a fase distribuída seja distribuída no material da matriz polimérica em um arranjo aleatório. As fibras individuais podem ser distribuídas em um arranjo ordenado predeterminado dentro da matriz de material polimérico, de modo que pelo menos uma porção das fibras seja ordenada em seu arranjo (por exemplo, em uma relação geralmente ordenada entre si, tais como geralmente paralelo ou unidirecional ou, de outro modo, geralmente alinhado axialmente) e, portanto, não é distribuída aleatoriamente no material da matriz polimérica.

[053] Voltando mais detalhadamente aos materiais que podem ser utilizados nos presentes ensinamentos, uma variedade de materiais que possuem características térmicas termoplásticas pode ser adequada. Em geral, os ensinamentos aqui contidos também se estendem a certos polímeros termoplásticos (por exemplo, poliamidas, tais como Nylon 6 ou Ulpepespe de BASF). Os materiais podem ser utilizados sozinhos, como material matricial de um material multifásico (por exemplo, juntamente com uma fase de reforço, tais como fibras de carbono, fibras de vidro, fibras poliméricas, fibras naturais ou alguma outra forma segmentada, conforme aqui descrito em outro lugar). Ele pode ser empregado como uma camada de um laminado, como núcleo ou casca de um material alongado núcleo/casca, como um núcleo ou casca de material núcleo/casca ou de outra forma.

[054] Os materiais podem ser de natureza termoplástica, de modo que ele seja capaz de fluir quando submetido a uma temperatura acima da temperatura de transição vítrea (Tg) e/ou a uma temperatura à qual ele se funde. Um material preferido particular para uso aqui é um material de resina remoldável e particularmente um material que contempla amplamente ingredientes, reações e produtos de reação específicos associados a polímeros com uma funcionalidade epóxido para conferir pelo menos uma característica mecânica consistente com materiais termoendurecíveis epóxi, e pelo menos uma característica de processamento (por exemplo, temperatura elevada) associada a materiais termoplásticos (por exemplo, uma temperatura de transição vítrea); e ainda mais particularmente, os presentes ensinamentos referem-se à fabricação de aditivos com um material de poliéter termoplástico, como um material de polímero epóxi termoplástico.

[055] Os materiais úteis nos presentes ensinamentos (por exemplo, como material de resina remoldável) podem ter uma temperatura de transição vítrea relativamente baixa (Tg). Pode ser possível ter uma Tg abaixo de cerca de 100°C, abaixo de cerca de 90°C, abaixo de cerca de 80°C, abaixo de cerca de 70°C, abaixo de cerca de 65°C, conforme medido por calorimetria diferencial de varredura de acordo com ASTM E1356 - 08 (2014). O material dos presentes ensaios pode ter uma temperatura de transição vítrea medida por calorimetria de varredura diferencial de acordo com ASTM E1356 - 08 (2014) de pelo menos cerca de 45°C, pelo menos cerca de 55°C, ou pelo menos cerca de 60°C. O uso de tais materiais tem a capacidade de aumentar substancialmente a produtividade. O consumo de energia pode ser reduzido. Os tempos de construção podem ser reduzidos. Ainda assim, os materiais resultantes podem resultar em materiais com características mecânicas e/ou autoadesivas muito atrativas que o tornam atraente para construções de fabricação de aditivos.

[056] Conforme é ilustrado a seguir, o material de resina remoldável pode ter uma Tg relativamente alta. Pode ser possível ter uma Tg em excesso de cerca de 115°C, ou em excesso de cerca de 125°C, ou em excesso de cerca de 135°C, conforme medido por calorimetria de varredura diferencial de acordo com ASTM E1356 - 08 (2014). O produto de polímero e/ou de reação dos presentes ensaios pode ter uma temperatura de transição vítrea medida por calorimetria de varredura diferencial de acordo com ASTM E1356 - 08 (2014) abaixo de cerca de 200°C, abaixo de cerca de 185°C ou abaixo de cerca de 170°C. A título de ilustração, o polímero e/ou o produto de reação dos presentes ensinamentos pode ter uma temperatura de transição vítrea medida por calorimetria de varredura diferencial de acordo com ASTM E1356 - 08 (2014) de pelo menos cerca de 120°C e abaixo de cerca de 170°C.

[057] O material polimérico pode apresentar uma ou qualquer combinação das seguintes características: uma tensão limite de elasticidade (de acordo com ASTM D638 - 14) de pelo menos cerca de 15 MPa (por exemplo, pelo menos cerca de 30 MPa ou mesmo pelo menos cerca de 45 MPa), uma força de alongamento de tração à ruptura (de acordo com ASTM D638 - 14) de pelo menos cerca de 40 MPa (por exemplo, pelo menos cerca de 45 MPa ou mesmo pelo menos cerca de 55 MPa); um alongamento à ruptura (de acordo com ASTM D638 - 14) de pelo menos cerca de 15% (por exemplo, pelo menos cerca de 20%, 25% ou 30%); e/ou um módulo de elasticidade de tração (de acordo com ASTM D638 - 14) de pelo menos cerca de 0,5 GPa (por exemplo, pelo menos cerca de 1 GPa, pelo menos cerca de 1,8 GPa, ou mesmo pelo menos cerca de 2,7 GPa).

[058] A título de ilustração de vários materiais ilustrativos, são identificadas várias reações possíveis que podem ser utilizadas para produzir um material de resina reformável.

[059] Em geral, neste caso, qualquer reação adequada para atingir as características resultantes desejadas em um material de resina remoldável pode ser empregada. Pelo menos duas abordagens de reação são contempladas dentro do escopo dos presentes ensinamentos. Qualquer um ou ambos em combinação poderão ser empregados. Em uma primeira abordagem, é utilizada uma reação para resultar em um poli(hidroxiaminoéter), (PHAE). Em uma segunda abordagem, uma reação é empregada para resultar em um polímero epóxi termoplástico que é essencialmente desprovido de nitrogênio e/ou uma porção amina ao longo da sua cadeia principal.

[060] Os materiais exemplificativos podem ser feitos com uma resina epóxi di-funcional e uma amina primária ou uma diamina secundária, por exemplo, uma reação entre éter diglicidílico do bisfenol A e monoetanolamina. Para algumas aplicações que podem exigir uma maior temperatura de transição vítrea (Tg), é contemplado que algum ou todo o éter diglicidílico do bisfenol A pode ser substituído por um monômero epóxi com menos mobilidade. Tais monômeros de epóxi podem incluir éter diglicidílico de fluoreno difenol ou 1,6 naftaleno diepóxi. Além disso, é previsto que, onde a resistência ao fogo é desejada, algum ou todo o éter diglicidílico do bisfenol A possa ser substituído por uma resina epóxi bisfenol A bromada. De acordo com esta abordagem, os materiais devem ser preparados fazendo reagir um éter diglicidílico de compostos aromáticos dihídricos tais como o éter diglicidílico do bisfenol A, ou um oli(óxido de alquileno) diepóxi-funcionalizado ou sua mistura com uma amina primária ou uma diamina secundária ou um poli(óxido de alquileno) monoamina-funcionalizado ou sua mistura.

[061] Estes materiais geralmente têm uma resistência e um módulo de flexão relativamente elevados, frequentemente muito superiores às poliolefinas típicas (isto é, polietileno e polipropileno). Tais materiais podem ser processados por fusão a temperaturas tais como uma temperatura acima de cerca de 70°C, cerca de 85°C ou cerca de 90°C, e/ou abaixo de cerca de 300°C, cerca de 250°C, cerca de 230°C, ou cerca de 210°C. Além disso, a utilização dos materiais de resina remoldáveis aqui descritos para estruturas de suporte proporciona uma rigidez melhorada e/ou uma adesão melhorada quando coladas adesivamente a outro artigo, por exemplo, em comparação com outro material polimérico tradicional tal como uma poliolefina, uma poliamida, uma poliéster, um poliuretano, uma polissulfona ou similar.

[062] Como os ensinamentos aqui ilustrados, outras porções contendo epóxido podem ser empregadas. As porções contendo epóxido podem incluir pelo menos um epóxido mono- funcional e/ou um epóxido di-funcional ("diepóxido"). Entre os vários diepóxidos que podem ser utilizados nos ensinamentos, pode haver um éter diglicidílico de um fenol dihídrico (por exemplo, resorcinol, bifenol ou bisfenol A). Qualquer porção contendo epóxido pode ser um epóxido alifático e/ou aromático.

[063] Uma ilustração de um exemplo possível de um material desse tipo pode ser um produto de reação de um éter diglicidílico de um composto orgânico dihidroxi e um amino, designadamente um que tenha dois aminos hidrogênios por molécula (por exemplo, um produto de reação de um éter diglicidílico do bisfenol A e uma monoetanamina), como descrito, por exemplo, na col. 1, linha 4 até da col. 2, linha 52 da Patente US 3317471 (incorporada por referência).

[064] Detalhes adicionais de reagentes e condições adequadas para esta primeira abordagem podem ser encontrados no pedido de patente US 2007/0270515 (ver, por exemplo, parágrafos 0014 a 0025), na patente US 5164472 (ver, por exemplo, cols 2-4); e a patente US 3317471 (ver, por exemplo, col. 1, linha 4 até a coluna 2, linha 52), todos incorporados por referência.

[065] Referindo-se com mais detalhe à segunda abordagem, sem limitação, esta abordagem pode ser utilizada nos casos em que é desejado empregar um material com uma temperatura de transição vítrea relativamente alta. Uma abordagem prevê uma reação que pode incluir uma etapa de reação de um fenol dihídrico ou uma combinação de diferentes fenóis dihídricos com um diepóxido ou combinação de diferentes diepóxidos. A reação pode ocorrer na presença de um catalisador (por exemplo, um catalisador selecionado do grupo que consiste em sal de bis (trihidrocarbilfosforanilideno)amônio, sal de bis[tris (dihidrocarbilamino)fosforanilideno] amônio e sal de tetrakis [tris(dihidrocarbilamino)fosforanilidenoamino] fosfônio). A reação entre o fenol dihídrico e o diepóxido pode ser conduzida em um solvente éter ou hidroxi-éter a uma temperatura suficientemente elevada para produzir um poli(hidroxi-éter). Uma ilustração particular de tal abordagem possível para formar um material de resina remoldável com uma temperatura de transição vítrea relativamente alta pode ser consultada na patente US 5401814; incorporada aqui por referência. Uma abordagem prevê uma reação que pode incluir uma etapa de reação de um fenol dihídrico ou combinação de diferentes fenóis dihídricos com um diepóxido ou combinação de diferentes diepóxidos. A reação pode ocorrer na presença de um catalisador (por exemplo, um catalisador selecionado do grupo que consiste em sal de bis (trihidrocarbilfosforanilideno) amônio, sal de bis[tris (dihidrocarbilamino)fosforanilideno]amônio e sal de tetrakis [tris(dihidrocarbilamino)fosforanilidenoamino] fosfônio). A reação entre o fenol dihídrico e o diepóxido pode ser conduzida em um solvente éter ou hidroxi-éter a uma temperatura suficientemente elevada para produzir um poli(hidroxi-éter). Uma ilustração particular de tal abordagem possível para formar um material de resina remoldável com uma temperatura de transição vítrea relativamente alta pode ser consultada na patente US 5401814; incorporada aqui por referência.

[066] As abordagens diferentes das anteriores para as reações para a fabricação de materiais úteis para os presentes ensinamentos (por exemplo, um poliéter termoplástico) podem incluir uma ou mais reações selecionadas a partir das primeira e segunda abordagens acima, ou (a) um produto de reação de éter diglicidílico de um bisfenol com uma dihidroxibifenila, em que a unidade de repetição do poli-hidroxiéter contém um grupo de ligação hidrocarboneto e um radical fenileno substituído por hidrocarboneto ou halogênio, tal como descrito na patente US 4647648 (incorporada aqui por referência); (b) um produto de reação de um éter diglicidílico de certos fenóis amido- dihídricos e fenóis dihídricos N-substituídos, tal como descrito na patente US 5115075 (incorporada aqui por referência); (c) um produto de reação de um fenol dihídrico (por exemplo um éter diglicidílico de um ou mais de bisfenol cetona, bisfenol sulfona, resorcinol ou hidroquinona) e pelo menos um outro fenol dihídrico tal como 4,4'-ispropilideno bisfen (bisfenol A), 4,4'-dihidroxidifeniletilmetano, 3,3'- dihidroxidifenildi etilmetano, 3,4'- dihidroxidifenilmetilpropilmetano, bisfenol, 4,4'- dihidroxidifenilóxido, 4,4'-dihidroxidifenilcianometano, 4,4'-dihidroxibifenila, 4,4'-dihidroxibenzofenona, sulfeto de 4,4'-dihidroxidifenila, 4,4'-dihidroxidifenilsulfona, 2,6-dihidroxinaftaleno, 1,4'-dihidroxinaftaleno, catecol ou semelhantes, como descrito na patente US 5164472 (incorporada aqui por referência); (d) um produto de reação (por exemplo, um produto de extrusão reativo) de um éter diglicidílico de um fenol dihídrico com uma amina possuindo apenas dois hidrogênios sob condições suficientes para formar a polieteramina, tal como descrito na patente US 5275853 (incorporada aqui por referência); (e) um produto de reação de fenol dihídrico e um diepóxido na presença de um catalisador selecionado a partir de sal de bis (trihidrocarbilfosforanilideno) amônio, sal de bis [tris(dihidrocarbilamino) fosforanilideno]amônio ou sal de tetrakis [tris (dihidrocarbilamino)fosforanilidenoamino]fosfônio, como descrito na patente US 5401814 (incorporada aqui por referência); (f) um produto de reação preparado por reação de (1) uma amina primária ou diamina bis(secundária) com (2) um éter diglicidílico e (3) um poli(óxido de alquileno) funcionalizado com amina ou epóxi, como descrito na patente US 5464924 (incorporada aqui por referência); (g) um produto de reação de um composto possuindo uma média de mais de um grupo epóxido vicinal por molécula e um fenol polihídrico ou tiofenol, na presença de uma quantidade catalítica de um sal de tetrahidrocarbil fosfônio em um meio essencialmente anidro, conforme descrito na patente US 4438254 (incorporada aqui por referência); (h) um produto de reação de um diepóxido (por exemplo, éteres diglicidílicos de fenóis dihídricos) e uma espécie di-funcional selecionada de fenóis dihídricos, ácidos dicarboxílicos, aminas bis-secundárias, aminas primárias, ditióis, disulfonamidas e compostos que contêm duas diferentes funcionalidades capazes de reagir com grupos epóxido, conforme descrito na patente US 6011111 (incorporada aqui por referência); ou (i) um polímero de produto de reação de hidroxi-fenoxieter preparado por reação de uma espécie di-funcional (isto é, uma espécie que tem dois grupos reativos), tal como um fenol dihídrico, com um diepóxido (isto é, um composto com duas funcionalidades epóxido) sob condições suficientes para fazer com que as porções hidroxila reagem com as porções epóxi para formar ligações éter, como descrito no documento de patente WO 98/14498 (incorporada aqui por referência).

[067] É possível que duas ou mais das composições de resina remoldáveis descritas acima possam ser utilizadas em conjunto. Por exemplo, duas ou mais resinas remoldáveis, cada uma com diferentes temperaturas de transição vítrea pode ser usada em conjunto para propriedades seletivamente diferentes. Isto pode ser obtido misturando as duas, ou misturando pré-formas de cada uma (por exemplo, um fio ou tecido que possua fibras de transição vítrea superior e inferior).

[068] Os materiais de resina remoldáveis de acordo com os presentes ensinamentos podem ter uma cadeia principal geralmente linear e podem também ter pelo menos uma ligação de éter em unidades de repetição da cadeia principal geralmente linear. Os materiais de acordo com os presentes ensinamentos podem estar livres de reticulação ou de qualquer porção termoendurecida ligada quimicamente a uma cadeia principal geralmente linear.

[069] Em geral, também pode ser possível empregar uma ou mais reações que permitem uma reação de reticulação retardada opcional. Por exemplo, um ou mais dos reagentes podem incluir uma ou mais porções que são capazes de reagir (por exemplo, na presença de um determinado estímulo, tal como aquecimento adicional e/ou alguma outra forma de uma radiação eletromagnética pré-determinada (por exemplo, infravermelho, ultravioleta, microondas ou de outra forma) para alcançar a reticulação de uma molécula com ela própria e/ou com uma molécula adjacente. Preferivelmente, tal radiação proporciona reticulação enquanto mantém um artigo resultante feito por fabricação de aditivos para permanecer abaixo de sua Tg. Assim, pode ser possível que a reticulação possa ser realizada dentro e/ou entre camadas adjacentes. Assim, os ensinamentos contemplam uma etapa opcional para fazer com que pelo menos uma porção de um artigo feito de acordo com os ensinamentos inclua reticulação, tal como promovendo uma reação de reticulação (por exemplo, sujeitando o material de alimentação e/ou o artigo resultante à radiação eletromagnética como descrito).

[070] Os ensinamentos aqui proporcionados fazem uso vantajoso de materiais de resina remoldáveis para uso em várias aplicações, tais como na construção civil, utensílios, defesa, artigos esportivos e/ou indústria de transporte. A título de exemplo, os materiais de resina remoldáveis dos ensinamentos encontram aplicação em componentes de veículos de transporte, como reforços estruturais, dispositivos defletores, dispositivos de vedação, painéis (por exemplo, painéis de parede, painéis de carroçaria automotiva, painéis de telhado, etc.), suportes, vigas (por exemplo, feixes de veículos cruzados, tais como feixes úteis para instrumentos de suporte de um painel de instrumentos), estruturas de módulo (por exemplo, uma moldura sobre a qual uma pluralidade de componentes podem ser montados, antes, durante e/ou após o conjunto da armação em uma estrutura de veículo).

[071] Os artigos resultantes não só podem ser feitos aproveitando as características de processamento benéficas consistentes com os materiais termoplásticos dos materiais de resina remoldáveis. Mas, após a fabricação dos artigos, os artigos podem ser ainda modificáveis formando ou moldando de outro modo, por aquecimento do artigo a uma temperatura acima da qual pelo menos uma porção do material de resina remoldável que é incorporado no artigo é elevada acima do seu Tg. Posteriormente, o artigo pode ser resfriado de modo que o material esteja abaixo da Tg, fazendo com que o material retenha a forma desejada. Em uma ou mais vezes, quando o material de resina remoldável está acima da sua Tg, o material de resina remoldável é tal que se torna pegajoso e pode formar uma ligação adesiva com um item colocado sobre ele. Assim, os presentes ensinamentos contemplam o aquecimento de um artigo que apresenta uma parede à qual um componente deve ser ligado a uma temperatura elevada acima da qual pelo menos uma porção (por exemplo, abaixo de cerca de 60%, cerca de 50%, cerca de 40% cerca de 30%, cerca de 20% ou cerca de 10% da espessura média da parede) do material de resina remoldável que é incorporado na parede do artigo é elevada acima de sua Tg. No momento em que a porção do material de resina remoldável fica acima da sua Tg, um componente é colocado em contato com ele (opcionalmente na presença de pressão). Posteriormente, o artigo pode ser resfriado de modo que o material esteja abaixo da Tg, fazendo com que o material mantenha a forma desejada e mantenha o componente por ligação adesiva. É possível fazer uso das características de Tg e adesivo das resinas remoldáveis para simplificar as estruturas de montagem, removendo a necessidade de certos acessórios. Isso permite anexar um componente diretamente ao artigo, sem sistema de fixação mecânica ou sobremoldar uma estrutura em um feixe pultrudado (o feixe pode ser parcialmente ou totalmente encapsulado pelo material moldado).

[072] Com referência ao material da matriz polimérica, pode-se incluir um polímero termoplástico (por exemplo, uma resina remoldável). O polímero pode ser um polímero hidroxi-fenoxieter, tal como um material termoplástico de polieteramina. Embora outras espécies funcionais possam ser utilizadas, como é ensinado na Patente US 6011111 (incorporada por referência, ver, por exemplo, colunas 6-8) e o documento de patente WO 98/14498 (incorporado por referência, ver, por exemplo, páginas 8-11) exemplos de espécies mono-funcionais ou di-funcionais podem incluir um fenol dihídrico, uma amina secundária (por exemplo, uma amina bis-secundária), uma amina primária ou qualquer combinação destes. Qualquer amina das espécies funcionais pode ser uma amina aromática, uma amina alifática ou uma combinação destes. As espécies mono-funcionais ou di- funcionais podem ter uma ou duas funcionalidades capazes de reagir com grupos epóxido para formar um polímero geralmente não reticulado. Alguns exemplos específicos, sem limitação, de espécies funcionais para a reação com uma porção de epóxi de acordo com os presentes ensinamentos incluem uma etanolamina (por exemplo, monoetanolamina), piperazina ou uma combinação destes. Qualquer uma das espécies funcionais ilustrativas pode ser substituída ou não substituída.

[073] Outros exemplos de materiais ilustrativos, espécies funcionais e diepóxidos estão descritos nas patentes US 5115075; US 4438254; US 6011111; e documento de patente WO 98/14498 (ver, por exemplo, páginas 3-8) juntamente com condições de síntese ilustrativas, todas incorporadas por referência neste documento (ver também a patente US 3317471 e US 4647648, também incorporadas aqui por referência). Exemplos de tais materiais também podem ser encontrados, sem limitação nos parágrafos 15-25 do pedido de patente US 20070270515 (Chmielewski et al.), incorporado por referência para todos os fins.

[074] Os ensinamentos aqui contidos também se relacionam com um método para produzir um artigo compósito. Em geral, um método de acordo com os presentes ensinamentos pode empregar uma etapa de contato com uma pluralidade de formas segmentadas para definir uma fase distribuída com um produto de reação de epóxi geralmente termoplástico de reagentes (por exemplo, uma espécie mono-funcional ou di- funcional (isto é, respectivamente, uma espécie com um ou dois grupos reativos, tais como uma espécie contendo amida), com uma porção contendo epóxido, tal como um diepóxido (isto é, um composto com duas funcionalidades epóxido), isto é, em um estado amolecido (por exemplo, em estado fundido liquefeito). Por exemplo, um método de acordo com os presentes ensinamentos pode empregar a formação de um material compósito passando uma massa de fibras e resina através de uma matriz (por exemplo, por extrusão e/ou pultrusão), por moldagem (por exemplo, moldagem por injeção, moldagem por compressão, ou de outra forma), ou uma combinação destas. Um ou mais outros métodos podem ser empregados para produzir artigos de acordo com os presentes ensinamentos. Por exemplo, pode ser possível produzir um produto por termoformagem.

[075] Por conseguinte, está previsto para os ensinamentos aqui descritos que existe um método de fabricação do artigo compósito fibroso que inclui o contato de pelo menos uma porção do material de fase distribuída pretendido com um produto de reação epóxi geralmente termoplástico de reagentes (por exemplo, uma espécie mono- funcional ou di-funcional (ou seja, respectivamente, uma espécie com um ou dois grupos reativos, tais como uma espécie contendo amida), com uma porção contendo epóxido, tal como um diepóxido (isto é, um composto com duas funcionalidades epóxido)). Por exemplo, de acordo com os ensinamentos aqui contidos no material de matriz polimérico proposto, o material de matriz polimérica pode incluir como um componente principal um material de produto de reação de epóxi/amina (por exemplo, um material que é um produto de reação de uma resina epóxi (por exemplo, uma resina di-epóxido líquida) e uma amina (por exemplo, uma monoetanolamina), tal como um produto de reação em que os reagentes como aqui descritos podem reagir em uma razão molar geralmente igual durante uma etapa de extrusão, moldagem por injeção, pultrusão ou qualquer combinação da mesma. O contato pode ser feito apenas após a reação ter sido concluída entre o epóxi e a amina (por exemplo, apenas após a reação de reagentes de epóxi e amina). O material fibroso pode ser contatado pelo material polimérico termoplástico apenas em uma etapa de formatação ou moldagem. Assim, é possível que o método aqui presente não envolva nenhuma reação química entre quaisquer reagentes (por exemplo, quaisquer reagentes de epóxi e amina) que ocorrem dentro de uma máquina de moldagem ou de conformação em que o produto da reação e os materiais de fase distribuída pretendidos são colocados em contato. Ou seja, o método pode incluir o avanço de um polímero termoplástico tendo pelo menos um produto de reação de grupo funcional epóxido ao longo de uma rosca de alimentação rotativa dentro de um tambor de um aparelho de modelagem de material polimérico, e depois colocar em contato o polímero termoplástico com o material de fase distribuída pretendido.

[076] Também é possível que uma porção do material de fase distribuída pretendido seja colocado em contato com reagentes antes de qualquer reação para formar o produto de reação de polímero termoplástico dos presentes ensinamentos. Por exemplo, pode ser possível que o material de fase distribuída pretendido seja colocado em contato com um ou ambos dos reagentes de epóxi ou amina (por exemplo, em um estado líquido) antes da reação para formar o produto de reação de polímero termoplástico. Por exemplo, uma massa de fibras pode ser infiltrada com um reagente epóxi líquido, um reagente de amina líquido ou ambos. Posteriormente, qualquer reagente restante pode ser introduzido (juntamente com a exposição a qualquer calor e/ou pressão necessários) para provocar uma reação para formar o produto de reação de polímero termoplástico in situ dentro da massa de fibras. O uso das resinas remoldáveis aqui descritas como polímeros de pultrusão, quando em um estado líquido, são capazes de proporcionar uma infiltração surpreendentemente boa de uma massa de fibras para fornecer uma matriz coesiva dentro da qual as fibras são distribuídas.

[077] Um método para produzir um artigo de acordo com os presentes ensinamentos pode ser realizado de forma contínua. Por exemplo, o material fibroso a partir de um fornecimento contínuo (por exemplo, uma bobina do material fibroso desejado (por exemplo, na sua forma desejada, tal como uma corda, um fio, uma trama, uma manta não tecida ou de outra forma como aqui descrito) para uso como a fase distribuída) pode ser alimentado continuamente para e através de uma matriz. O material fibroso pode ser contatado (por exemplo, por meio de uma operação de revestimento adequada, tal como revestimento em rolo, ou outro) com o produto de reação de polímero termoplástico antes ou no momento em que o material fibroso é passado através da matriz. O material fibroso pode ser contatado (por exemplo, por meio de uma operação de revestimento adequada, tal como revestimento em rolo, ou de outro modo) com os reagentes para o produto de reação de polímero termoplástico antes ou no momento em que o material fibroso é passado através da matriz. Ao sair da matriz, obtém-se uma massa compósita. O material fibroso pode assim formar uma fase distribuída dentro da massa composta. A massa pode ser cortada, moldada ou submetida de outra forma a outra operação (por exemplo, uma operação secundária) para produzir um artigo compósito adequado para utilização para uma aplicação pretendida.

[078] É possível também que uma etapa de coextrusão possa ser empregada. A etapa de coextrusão pode incluir uma etapa de passagem de uma massa compósita, tal como descrito acima, através de uma matriz, ao mesmo tempo que alimenta um fornecimento de material de base através da matriz. O material de base pode ser um material polimérico, um material metálico ou outro material. As condições podem ser mantidas enquanto os materiais são passados através da matriz de modo que a massa compósita fique ligada (por exemplo, de forma mecânica, adesiva, covalente ou qualquer combinação dos mesmos) ao material de base moldado resultante. Por exemplo, pode ser possível que o calor do material de base enquanto ele é processado através da matriz, ou essencialmente imediatamente a partir daí, possa ser suficientemente quente para fazer com que o produto da reação do polímero termoplástico funda com ou de outra forma se una ao material de base. Pode incluir-se uma etapa de moldagem que pode permitir que uma pluralidade de camadas sejam montadas em uma prensa que pode ou não ser uma prensa aquecida.

[079] Evidentemente, uma variedade de perfis compósitos adequados são possíveis como resultado dos ensinamentos. Os perfis podem incluir um eixo longitudinal. Os perfis compósitos podem ser simétricos ou assimétricos em relação ao eixo longitudinal. Os perfis compósitos podem incluir uma ou mais nervuras longitudinamente orientadas. Os perfis compósitos podem incluir uma ou mais flanges que se estendem transversalmente. Os perfis compósitos podem incluir porções plans e curvas. Os perfis compósitos podem ter uma ou mais superfícies externas. Os perfis compósitos podem ter uma ou mais superfícies internas. Os perfis compósitos podem incluir uma sobreposição compósita que inclui ou consiste em uma massa composta dos presentes ensinamentos. Os perfis compostos dos ensinamentos podem incluir uma sobreposição compósita que inclui ou consiste em uma massa compósita dos presentes ensinamentos. A sobreposição compósita pode cobrir toda ou parte de uma superfície externa ou interna. A sobreposição compósita pode incluir ou consistir em uma massa compósita dos presentes ensinamentos pode definir todo ou parte de uma nervura, um flange (por exemplo, um flange orientado transversalmente) ou ambas. Os perfis compósitos podem incluir uma massa compósita que esteja, pelo menos parcialmente ou mesmo, completamente embutida no material de base ao longo de algum ou todo o comprimento do perfil compósito. O perfil compósito pode incluir uma estrutura de perfil extrudado que define uma fixação mecânica para fixar o perfil a outra estrutura (por exemplo, tal como é descrito na patente US 7784186 (incorporada por referência, ver, por exemplo, as Figuras 48 e descrição associada). O perfil compósito também pode ter um ou mais elementos de fixação do tipo push pin, tal como descrito na patente US 7784186 (incorporada por referência, ver, por exemplo, Figuras 1-3 e descrição associada). Qualquer um dos acima referidos pode ser empregado para uso como um suporte extrudado para um reforço estrutural e/ou defletor (por exemplo, para um veículo de transporte).

[080] Para utilização como um suporte extrudado para um reforço estrutural e/ou defletor (por exemplo, para um veículo de transporte), também pode ser empregado um material ativável ou pelo menos uma porção de uma superfície externa do veículo.

[081] Os ensinamentos também preveem um possível sistema de fabricação que pode ser empregado para uma operação de extrusão de acordo com os presentes ensinamentos. A matéria-prima para formar um corpo de material polimérico base é alimentada em uma tremonha associada a uma extrusora. A extrusora pode ter uma matriz através da qual a matéria- prima é passada para formar um perfil de corpo moldado (por exemplo, um perfil extrudado). O perfil do corpo moldado pode ser resfriado (por exemplo, por um refrigerador de vácuo) até uma temperatura desejada (por exemplo, abaixo do ponto de amolecimento do material, de modo que ele mantenha seu estado moldado). Um sistema de alimentação pode alimentar um material fibroso (por exemplo, por meio de rolos) para um dispositivo adequado a fim de aplicar um material de matriz para definir um material fibroso compósito (por exemplo, um revestidor de rolo). Em tal dispositivo, o material para formar uma matriz polimérica é colocado em contato com o material fibroso. Pode ser utilizado um dispositivo adequado para definir uma forma do material compósito fibroso, tal como um rolo de moldagem, prensa aquecida ou outro dispositivo de moldagem de extrusão e/ou pultrusão adequado. O rolo de moldagem ou outro dispositivo adequado também pode servir para ajudar a unir o material compósito fibroso ao perfil do corpo de base moldado.

[082] Em caso de junção, o compósito global resultante pode ser resfriado (por exemplo, por um tanque de resfriamento). Opcionalmente, se tiver que ser utilizado como suporte para uma aplicação de reforço estrutural e/ou de deflexão, o compósito global resultante poderá ser avançado por um dispositivo suporte (por exemplo, um dispositivo de puxar ou empurrar). Um material ativável (por exemplo, um selante polimérico termicamente ativável, material espumável acústico e/ou material de reforço estrutural) pode ser aplicado ao compósito por uma extrusora (por exemplo, uma extrusora de cabeçote em T). Em seguida, o compósito resultante (com ou sem o material ativável nele) pode ser cortado por um dispositivo de corte adequado (por exemplo, uma serra de corte rolante). A título de ilustração, sem limitação, a matéria-prima pode ser um Nylon® preenchido com vidro aquecido a cerca de 260°C. Ao sair do refrigerador, a temperatura pode ser de cerca de 150 a cerca de 175°C. As fibras podem ser fibras de vidro que são revestidas por rolo com um produto de reação de uma monoetanolamina e éter diglicidílico do bisfenol A, enquanto que o produto da reação em um estado amolecido. Ao sair do tanque de resfriamento, o compósito pode estar a uma temperatura de cerca de 120°C. No momento da passagem da extrusora, a temperatura pode ser de cerca de 90-95°C. A extrusora de cabeçote em T pode extrudar uma ou mais massas de uma espuma estrutural à base de epóxido ativável pelo calor, tal como a série de materiais L-55xx, disponível pela L&L Products, Inc. Ver, por exemplo, a patente US 7892396, incorporado por referência para todos os fins (uma composição ilustrativa é mostrada na Tabela I). O material ativável por calor pode ser ativável para expandir por formação de espuma e aderir a uma superfície adjacente (por exemplo, uma parede que define uma parte de um veículo, tal como uma parede que define uma cavidade do veículo). A ativação pode ocorrer após a exposição ao calor de um forno de cozimento de tinta ou dispositivo de aquecimento por indução, seguindo uma etapa de deposição de eletro revestimento. O material ativado resultante pode ser ampliado para pelo menos cerca de 50%, 100%, 200%, 400%, 600% ou mesmo 1000% do volume original. O material ativado resultante pode ser expandido a partir do seu volume original, mas em uma quantidade inferior a cerca de 2500%, 2000% ou mesmo abaixo de cerca de 1500% do volume original.

[083] O material compósito dos presentes ensinamentos oferece o benefício de propriedades mecânicas tipicamente obtidas através da utilização de materiais poliméricos termoendurecidos (por exemplo, um material epóxi termoendurecido) como uma parte ou a totalidade de uma fase de matriz de um compósito. No entanto, o material tem uma série de atributos físicos que o tornam adequado para manipulação e processamento, como pode ser descrito na discussão acima do processamento. O material dos presentes ensinamentos também pode fornecer benefícios de recuperação pós-vida útil, reciclagem e/ou reutilização. Os ensinamentos atuais também contemplam métodos que incluem uma ou mais etapas de recuperação, reciclagem e/ou reutilização pós- vida útil dos materiais dos presentes ensinamentos. Por exemplo, pode ser utilizado uma etapa de separação da fase polimérica (por exemplo, a fase de matriz polimérica) da fase distribuída. Pode ser utilizada uma etapa para reutilizar uma ou mais fases do compósito dos presentes ensinamentos. Pode ser utilizada uma etapa de reciclagem de uma ou mais fases dos presentes ensinamentos (por exemplo, processamento de pelo menos uma das fases para uma forma, tamanho e/ou formato diferentes, a partir da sua forma, tamanho e/ou formato original no material compósito dos ensinamentos presentes. O material dos presentes ensinamentos pode exibir um alto fator de alongamento de modo que não seja frágil, mas muito forte. O material pode ser capaz de se unir a uma parte, substrato ou local desejado. Isso fornece um benefício de que operações de montagem possam ser livres de soldagem. A operação de montagem pode estar livre de um empilhamento de tolerância de montagem. Como os componentes podem ser unidos (por exemplo, sem fixadores mecânicos), as peças podem ser livres de furos, melhorando assim a precisão e eliminando operações de perfuração inconsistentes (por exemplo, com chapa metálica). O material pode facilitar a dimensionamento geométrico e as tolerâncias.

[084] O material compósito fibroso dos presentes ensinamentos pode ser utilizado em qualquer uma das várias formas possíveis. Pode ser empregado como uma sobreposição em cima de um corpo (por exemplo, um corpo polimérico moldado). Pode ser utilizado como um inserto (por exemplo, para formar uma superfície de junção contínua com um corpo polimérico moldado). Pode ser um inserto encapsulado dentro de um corpo polimérico moldado. Pode ser empregado como substituto da chapa metálica. Pode ser empregado como um substituto para um tubo ou outro elemento geralmente cilíndrico (por exemplo, um tubo de rolo ou um tubo hidro moldado). O material compósito fibroso pode ser uma bandagem, uma tira, um invólucro ou similar que pode ser usado para fornecer reforço localizado para outro componente de uma montagem (por exemplo, uma viga que recebe alguma carga). O material compósito fibroso pode ser enrolado em uma forma tubular (por exemplo, para utilização como ou com vigas transversais de veículo, de intrusão lateral ou de impacto ou outras peças automotivas). O material compósito fibroso pode ser termoformado no formato desejado (por exemplo, para arco de teto, pára-choques ou outra parte automotiva). O material compósito fibroso pode ser moldado para proporcionar uma estrutura e suporte para subcomponentes de uma montagem. Por exemplo, o material compósito fibroso pode ser moldado para formar um módulo interno da porta, que pode proporcionar uma estrutura interna dentro de uma porta do veículo, que também pode proporcionar uma área para montar e/ou suportar subcomponentes dentro da porta (por exemplo, um motor para movimento de atuação das janelas, mecanismo de trava, chicote elétrico, sistema de alto-falante, componentes de ventilação, controle de espelho, desembaçador e similares).

[085] Em um aspecto dos presentes ensinamentos, é contemplado um defletor e/ou um reforço estrutural para um artigo. O defletor e/ou reforço estrutural inclui um veículo que apresenta uma massa de material polimérico que tem uma superfície externa e que inclui um primeiro material polimérico (por exemplo, um primeiro material termoplástico). O veículo pode ser feito de um único material polimérico, ou uma pluralidade de materiais poliméricos. O suporte pode incluir um material compósito fibroso dos presentes ensinamentos. Ou seja, o suporte pode incluir uma fase de forma segmentada distribuída e uma fase de matriz polimérica.

[086] O material polimérico (isto é, o material polimérico termoplástico) do material compósito fibroso dos ensinamentos pode ser o mesmo ou diferente de um corpo polimérico do veículo. O material compósito fibroso dos ensinamentos pode ser empregado sobre ou dentro de um corpo polimérico do suporte.

[087] A título ilustrativo, o veículo pode empregar pelo menos um inserto fibroso consolidado (que pode ter uma ordem predeterminada de fibras dentro do inserto e/ou pode ter uma configuração de formato tridimensional) possuindo uma superfície externa. O veículo pode ser uma camada de material polimérico adjacente a um ou mais camadas adicionais, incluindo uma camada fibrosa e um camada polimérica termoplástica. O material fibroso pode incluir pelo menos um inserto fibroso consolidado incluindo pelo menos uma disposição de fibras alongadas (por exemplo, tendo uma massa de fibras contínuas, que pode estar em uma disposição ordenada, tal como geralmente alinhada axialmente um em relação ao outro) distribuído em uma massa coesa de um segundo material polimérico (por exemplo, um segundo material termoplástico). O inserto fibroso e o segundo material polimérico associado podem juntar a massa do primeiro material polimérico em um local predeterminado para suportar uma carga predeterminada que é submetida ao local predeterminado. O inserto fibroso, o segundo material polimérico e a massa do primeiro material polimérico incluem materiais, estruturas ou ambos compatíveis, para permitir que o inserto fibroso seja unido pelo menos parcialmente (por exemplo, formar uma fase única com ou ser miscível em) a massa do primeiro material polimérico. O reforço estrutural também pode incluir uma massa de material ativável aplicada seletivamente sobre pelo menos uma porção de uma ou ambas as superfícies externas da massa do material polimérico ou do inserto fibroso (por exemplo, sobre a superfície periférica externa do suporte, dentro de uma cavidade do suporte, ou ambos). A massa de material ativável é capaz de ativação para expansão por meio de um estímulo externo (por exemplo, calor, umidade, radiação ou de outra forma) e é capaz de curar para formar uma ligação adesiva a pelo menos uma superfície do artigo. Desejavelmente, a superfície externa do inserto fibroso pode ser pelo menos parcialmente co- extensiva e contínua com a superfície externa da massa de material polimérico.

[088] Os materiais para um corpo de suporte aqui podem ser uma poliamida, uma poliolefina (por exemplo, polietileno, polipropileno ou outro), um policarbonato, um poliéster (por exemplo, um tereftalato de polietileno), um material à base de epóxi, um poliuretano termoplástico, ou qualquer combinação destes. Pode ser preferido empregar uma poliamida (por exemplo, poliamida 6, poliamida 6,6, poliamida 9, poliamida 10, poliamida 12 ou similares). Os materiais de um corpo de suporte e qualquer sobreposição e/ou inserto podem ser geralmente compatíveis um com o outro, na medida em que são capazes de formar uma interconexão mecânica ou física (por exemplo, uma interconexão microscópica) entre eles, são capazes de formar uma ligação química entre eles, ou ambos. Por exemplo, o primeiro e segundo materiais podem ser tais que se fundem (por exemplo, na ausência de qualquer adesivo) quando aquecidos acima do seu ponto de fusão e/ou o seu ponto de amolecimento. Os suportes também podem ser sobremoldados com um material secundário, tal material secundário pode ser um material polimérico, tal como uma poliolefina, uma poliamida, um poliéster, um poliuretano, uma polissulfona ou semelhante, ou um polímero expansível (por exemplo, uma espuma estrutural ou uma espuma acústica).

[089] O corpo polimérico de qualquer veículo pode incluir um material polimérico que pode ser preenchido com fibras cortadas (por exemplo, fibras de vidro cortadas), que podem estar presentes em uma quantidade de cerca de 25 a cerca de 40 (por exemplo, cerca de 30 a cerca de 35) porcento em peso de fibras cortadas. O comprimento médio de tais fibras pode ser inferior a cerca de 20 mm, abaixo de cerca de 10 mm ou mesmo abaixo de cerca de 5 mm. Elas podem ser orientadas aleatoriamente. O primeiro e o segundo materiais podem ser livres de quaisquer materiais metálicos.

[090] Um inserto fibroso e/ou uma camada fibrosa pode incluir uma ou mais camadas (por exemplo, elas podem ter 2, 3, 4, 6, 15 ou mais camadas) que são consolidadas no sentido de que incluem uma pluralidade de fibras individuais que são distribuídas em uma massa coesa do segundo material polimérico. As fibras individuais podem ser distribuídas em uma disposição ordenada predeterminada dentro de uma matriz do segundo material polimérico. De preferência, pelo menos uma porção das fibras é ordenada na sua disposição (por exemplo, em uma relação geralmente ordenada uma à outra, tal como geralmente paralela ou unidirecionalmente ou, de outro modo, geralmente alinhada axialmente) e, portanto, não são distribuídas aleatoriamente no segundo material polimérico. Múltiplas camadas podem ser consolidadas de forma que uma massa coesa, incluindo as múltiplas camadas, seja formada. As camadas múltiplas podem ser consolidadas de modo a formar um formato predeterminado na forma de um inserto de formato tridimensional. Também é possível que uma película ou camada intermediária possa ficar localizada entre uma ou mais das camadas múltiplas. Por exemplo, o inserto fibroso pode empregar uma pluralidade de camadas que incluem uma pluralidade de fibras alongadas (por exemplo, tendo um comprimento de pelo menos 1 cm, 3 cm ou mesmo 5 cm ou mais) que são orientadas geralmente em sentido paralelo ou geralmente de forma unidirecional uma em relação à outra e são distribuídas em uma matriz polimérica geralmente contínua (por exemplo, em uma matriz contínua do segundo material polimérico). As fibras podem ser fibras minerais (por exemplo, fibras de vidro, como fibras de vidro E, vidro S, vidro B ou de outra forma), fibras poliméricas (por exemplo, uma fibra de aramida, uma fibra de celulose ou de outra forma), fibras de carbono, fibras metálicas, fibras naturais (por exemplo, derivadas de uma fonte agrícola), ou de outra forma. Desejavelmente, as fibras são fibras de vidro. A pluralidade de fibras alongadas pode ser orientada geralmente paralelamente entre si. Elas podem ser trançadas. Elas podem ser torcidas. As coleções de fibras podem ser tecidas e/ou não tecidas. As fibras podem ter um diâmetro médio de cerca de 1 a cerca de 50 mícron (por exemplo, cerca de 5 a cerca de 25 mícron). As fibras podem ter um revestimento de dimensionamento adequado sobre o mesmo. As fibras podem estar presentes em cada camada, ou no inserto fibroso em geral, em uma quantidade de pelo menos cerca de 20%, 30%, 40% ou mesmo 50% em peso. As fibras podem estar presentes em cada camada, ou no inserto fibroso em geral, em uma quantidade abaixo de cerca de 90%, 80% ou mesmo cerca de 70%, em peso. A título de exemplo, as fibras podem estar presentes em cada camada, ou no inserto fibroso, em uma quantidade de cerca de 50% a cerca de 70% em peso. Os conteúdos de fibra por peso podem ser determinados de acordo com a norma ASTM D2584-11. As fitas e/ou folhas para as camadas de inserto fibroso podem ser feitas por extrusão, pultrusão ou de outra forma. Desta forma, pode ser possível conseguir a ordenação das fibras nas fitas e/ou folhas. O método aqui descrito pode incluir uma etapa de impregnação de uma massa fibrosa com o material da matriz polimérica e passar o material impregnado novamente através de uma matriz (por exemplo, uma matriz aquecida) de modo que a massa fibrosa seja revestida com uma massa geralmente contínua do material da matriz polimérica. Desta forma, também é possível obter a ordenação desejada de fibras entre si.

[091] Cada camada do inserto fibroso pode estar na forma de uma folha, uma fita ou de outra forma. As fibras na folha e/ou fita preferivelmente podem ter uma relação ordenada em relação uma à outra. Por exemplo, as fibras podem ser geralmente paralelas entre si e/ou orientadas unidirecionalmente. Ao consolidar várias camadas de folha, fita ou outra forma de camada para formar um inserto fibroso múltiplo, é preferido que pelo menos uma camada do inserto fibroso exiba uma relação ordenada, em oposição a uma relação aleatória, como é encontrada nas mantas de fibras, que normalmente empregam fibras cortadas que são colocadas aleatoriamente entre si.

[092] É possível que as camadas do inserto fibroso sejam proporcionadas como sendo enroladas sobre uma bobina. Cada camada pode ter uma espessura de pelo menos cerca de 0,1 mm ou pelo menos cerca de 0,2 mm. Cada camada pode ter uma espessura abaixo de cerca de 0,5 mm ou abaixo de cerca de 0,4 mm. Por exemplo, cada camada pode ter cerca de 0,2 a cerca de 0,3 mm de espessura. Algumas ou todas as camadas individuais podem ser anisotrópicas nas suas propriedades mecânicas. Por exemplo, pode apresentar um módulo e/ou resistência de flexão relativamente elevados em uma direção longitudinal, mas um módulo de flexão inferior e/ou resistência em uma direção transversal, ou vice-versa.

[093] O material fibroso pode incluir uma pluralidade de tiras tecidas. Por exemplo, pode incluir uma pluralidade de tiras que são entrelaçadas transversalmente, cada tira tendo uma largura de pelo menos cerca de 1 mm, pelo menos cerca de 2 mm, ou mesmo pelo menos cerca de 3 mm. Pode incluir uma pluralidade de tiras que são entrelaçadas transversalmente, cada uma com uma largura abaixo de cerca de 10 mm, abaixo de cerca de 8 mm, ou mesmo abaixo de cerca de 6 mm. As tiras tecidas podem ser mantidas juntas por um material de matriz polimérico, por exemplo, uma matriz contínua do material polimérico do inserto. Assim, as tiras são fixadas numa posição predeterminada uma em relação à outra em virtude do material polimérico. É preferido que pelo menos algumas das tiras possam cada uma incluir uma pluralidade de fibras alongadas dispostas em uma relação ordenada uma em relação à outra, desejavelmente dentro de uma matriz contínua de material polimérico. No entanto, é possível que uma ou mais tiras possam incluir fibras com uma relação de orientação aleatória relativamente uma à outra, tal como é derivada de mantas de fibra típicas. As tiras para formar tramas podem ser feitas cortando uma fita, folha ou outra forma em uma largura apropriada para formar tiras. Alternativamente, pode ser possível que as tiras sejam pultrudadas, extrudadas ou formadas de outra forma (como aqui descrito) na largura desejada.

[094] O material que define o inserto fibroso pode apresentar uma resistência à flexão de acordo com ASTM D79010 de pelo menos cerca de 450 MPa (por exemplo, pode variar entre cerca de 500 a cerca de 1100 MPa). O material do inserto fibroso pode apresentar um módulo de flexão por ASTM D790-10 de pelo menos cerca de 5 GPa, 10 GPa, 20 GPa ou mesmo pelo menos cerca de 25 GPa (por exemplo, pode variar de cerca de 30 a cerca de 35 GPa).

[095] O inserto fibroso pode empregar um polímero completamente densificado para a matriz polimérica. O inserto fibroso pode ter um conteúdo vazio que é inferior a cerca de 10% em volume do inserto, e mais preferivelmente abaixo de cerca de 5% ou mesmo abaixo de cerca de 2% ou 1%, conforme medido por ASTM D2734-09. O inserto fibroso pode apresentar uma densidade inferior a cerca de 40% da densidade de aço, abaixo de cerca de 33% da densidade de aço, ou mesmo abaixo de cerca de 25% da densidade de aço carbono puro.

[096] O inserto fibroso pode ser feito para incluir uma pluralidade de camadas adjacentes. As camadas adjacentes podem ter orientações de fibras que são iguais ou diferentes em relação uma à outra. O inserto fibroso pode incluir uma camada tecida adjacente a uma camada não-tecida. O inserto fibroso pode incluir uma camada tecida adjacente a outra camada tecida. O tecido entrançado de camadas tecidas dentro do inserto fibroso pode ser o mesmo ou pode variar entre essas camadas tecidas. A largura das tiras pode variar entre as camadas adjacentes. A espessura das camadas adjacentes pode ser a mesma ou diferente.

[097] Exemplos de tecidos entrançados incluem tecidos simples, tecidos de sarja ou de outra forma. As tiras sobrepostas podem ser tecidas geralmente ortogonalmente entre si ou em algum outro ângulo. O tecido pode incluir uma pluralidade de tiras de urdidura e trama. A razão de tiras de urdidura para trama pode variar de cerca de 30:70 a cerca de 70:30. Por exemplo, pode ser cerca de 50:50. É possível que as tiras dos membros da urdidura e trama possivelmente tenham geralmente a mesma largura. A largura de tira de urdidura e de tira de trama pode variar em relação umas às outras a 10%, 20%, 30% ou mais. A largura de tira de urdidura e tira de trama pode variar em relação umas às outras em menos de cerca de 70%, 60%, 50% ou menos.

[098] Cada camada adjacente de fita e/ou folha nas inserções fibrosas aqui pode ser orientada de modo que tenha fibras (isto é, as fibras que estão incorporadas na matriz polimérica da fita e/ou folha) alinhadas em uma direção predeterminada em relação às fibras de uma camada adjacente. As fibras em uma camada podem ser geralmente de um ângulo em relação a fibras em uma camada adjacente (por exemplo, o eixo da orientação das fibras entre as camadas pode diferir em cerca de 10 a cerca de 90°, tal como na forma de uma camada de X). Por exemplo, uma estrutura de camada múltipla pode incluir uma camada que pode ter fibras orientadas em uma primeira direção de um primeiro plano e uma camada adjacente orientada com suas fibras geralmente em um segundo plano paralelo ao primeiro plano, mas em aproximadamente um ângulo de 90 graus.

[099] Desejavelmente, cada uma das camadas adjacentes está unida entre si como uma massa coesa. Por exemplo, cada uma das camadas pode ser ligada em conjunto pelo material polimérico das respectivas camadas para formar uma série de camadas contínuas. As camadas podem ser ligadas juntas na ausência de qualquer adesivo.

[0100] O material compósito fibroso, tal como na forma de uma folha ou uma fita (que pode servir como um fragmento ou um envoltório), pode ser aplicado para controlar os modos falhos de certos componentes de uma montagem que podem estar sujeita a uma carga, para fornecer reforço localizado, ou ambos. Por exemplo, uma viga oca (por exemplo, tendo uma seção transversal retangular) que recebe uma carga a partir da parte superior pode ter uma tendência a cortar. A resistência pode ser melhorada e/ou o modo de falha pode ser alterado pela adição de um material compósito fibroso como aqui divulgado. O material compósito fibroso pode ser ligado à viga oca para alterar as suas características de deformação (por exemplo, com o material compósito geralmente planar (ou em contato planar com uma porção da viga), atuando como um invólucro ao redor da viga, envolvendo a viga como um invólucro em uma direção geralmente helicoidal, como uma estrutura geralmente cilíndrica ou tubular fora ou dentro da viga oca, ou outra configuração). Por exemplo, uma fita tecida pode ser aplicada ao longo das paredes laterais da viga para ajudar a resistir a ter um plano de cisalhamento que surge substancialmente ao longo do eixo longitudinal da viga (percorrendo o meio da peça). A fita (ou outra forma de material compósito fibroso) pode ser de uma única camada ou de várias camadas, com uma combinação de orientações de fibra (por exemplo, uma camada com fibras geralmente orientadas na direção longitudinal, outra camada tendo fibras em uma orientação que está em um ângulo em relação à direção longitudinal (por exemplo, a 90 graus, 45 graus ou de outra forma)). As direções das fibras podem ajudar a resistir ao cisalhamento ou podem proporcionar controle e/ou previsibilidade na falha do componente (por exemplo, uma viga) ao serem submetidas a uma carga particular. Um componente secundário pode ser aplicado para aumentar ainda mais a resistência ou alterar o modo de falha, como outra camada fibrosa com orientação diferente, ou pode ser um metal, um componente de espuma (dentro ou fora da viga oca, por exemplo), uma manta fibrosa ou um material dúctil (por exemplo, um material semelhante a uma borracha).

[0101] O inserto fibroso pode ter uma ou mais características estruturais incorporadas na mesma ou ligadas a elas. Por exemplo, um ou mais elementos de fixação podem ser empregados (por exemplo, um ou mais elementos de fixação roscados). Uma ou mais alças podem ser formadas ou integradas no inserto fibroso (por exemplo, para proporcionar um espaço para a passagem de um fluido de revestimento). Um ou mais rebites (por exemplo, um rebite autoperforante, um rebite cego ou ambos) podem ser integrados no inserto. Uma ou mais peças metálicas podem ser integradas no inserto, que pode ser adaptado para proporcionar uma localização na parte resultante para a soldagem por pontos. Um ou mais parafusos podem ser integrados no inserto (por exemplo, com uma base que pode ter aberturas definidas no mesmo, que está localizada dentro ou sobre uma face do inserto fibroso e que tem uma coluna (por exemplo, uma coluna roscada) que se estende para fora da base). Um ou mais painéis metálicos, folhas ou peças podem ser integrados no inserto ou fixados ao mesmo, como por exemplo para fornecer reforço localizado.

[0102] Uma ou mais características estruturais podem ser incorporadas no inserto fibroso (ou outro material compósito fibroso) por meio de aquecimento seletivo, que pode ser um aquecimento condutor. De acordo com os presentes ensinamentos, prevê-se que um ou mais conjuntos podem ser feitos por aquecimento seletivo de uma porção de uma estrutura que possui uma parede (por exemplo, uma parede externa do inserto fibroso) com uma espessura para elevar pelo menos uma porção da espessura da parede a uma temperatura acima da temperatura de transição vítrea de um polímero (por exemplo, uma poliamida e/ou um material de resina reformável como aqui ensinado, o qual pode ser reforçado como aqui descrito, tal como com uma fibra ou outro fase) que forma a parede. Enquanto pelo menos uma porção da espessura da parede está acima da temperatura de transição vítrea do polímero que forma a parede, um artigo é posto em contato com a estrutura pelo menos parcialmente dentro da região aquecida, opcionalmente sob pressão. Posteriormente, após o calor sair da região aquecida, o polímero que forma a parede esfria de modo que o polímero resultante em contato com o artigo é resfriado abaixo da temperatura de transição vítrea. Obviamente, obtém-se uma ligação adesiva, com o artigo remanescente ligado à estrutura por meio da ligação. O método acima pode ser utilizado para formar uma ligação adesiva quer com ou sem um adesivo aplicado adicional. Ou seja, pode ser possível que o material da estrutura, quando aquecido acima de sua Tg, e depois resfriado abaixo dela, será capaz de formar uma ligação adesiva diretamente com o artigo contatado. Além disso, a tenacidade da ligação pode ser suficiente para evitar a necessidade de qualquer elemento de fixação para fixar o artigo à estrutura. Uma opção para conseguir um conjunto ligado de acordo com o acima pode ser a utilização de uma camada adesiva, em que a camada adesiva (por exemplo, com uma espessura inferior a cerca de 5 mm, 4 mm ou 3 mm e acima de cerca de 0,05, 0,1 ou cerca de 0,5 mm) é feita de um material de resina reformável como aqui descrito.

[0103] A estrutura pode ser qualquer uma das várias formas adequadas. Por exemplo, pode ser uma viga alongada. Ela pode ter um comprimento e pode ser sólida ao longo de toda ou parte do comprimento. Pode ter um comprimento e ser oca ao longo de toda ou parte do comprimento. A estrutura pode ter uma espessura de parede, medida a partir de uma primeira superfície exposta a uma superfície exposta geralmente oposta. A espessura da parede pode ser de pelo menos cerca de 0,5 mm, cerca de 1 mm, cerca de 2 mm, cerca de 5 mm, cerca de 10 mm ou cerca de 20 mm. A espessura da parede pode ser inferior a cerca de 100 mm, abaixo de cerca de 80 mm, abaixo de cerca de 60 mm, ou abaixo de cerca de 40 mm.

[0104] A estrutura pode ter uma forma predeterminada. A forma pode incluir uma ou mais porções alongadas. A forma pode incluir uma ou mais porções vazias. A forma pode incluir uma ou mais paredes que definem pelo menos uma cavidade. A estrutura pode incluir uma pluralidade de porções cada uma tendo uma forma diferente. A estrutura pode ser configurada para definir uma fáscia, que opcionalmente pode ser suportada por uma estrutura subjacente. A estrutura pode ser configurada para definir um suporte subjacente a uma fáscia. A estrutura pode ter uma configuração de painel, por exemplo, uma configuração que se assemelha a uma carroçaria de veículo de transporte (por exemplo, a um veículo automotor) ou a um painel de compensação interno.

[0105] A estrutura pode ser configurada para receber e suportar um ou vários artigos (por exemplo, componentes do veículo de transporte), tal como para formar um módulo. A título de ilustração, um ou mais artigos podem ser selecionados de um suporte, uma dobradiça, uma trava, uma placa, um gancho, um fecho (por exemplo, uma porca, um parafuso ou de outra forma), um motor, uma caixa de componente, um chicote elétrico, um tubo de drenagem, um alto-falante ou outros.

[0106] O calor pode ser aplicado de qualquer maneira adequada. Uma abordagem pode ser empregar aquecimento localizado. Por exemplo, é possível empregar aquecimento por indução para aquecimento seletivo de pelo menos uma porção da estrutura acima descrita. Para fins de ilustração, é possível que a estrutura seja feita com um polímero (por exemplo, uma poliamida e/ou um material de resina reformável conforme ensinado aqui, o qual pode ser reforçado como aqui descrito, tal como com uma fibra ou outra fase), e terá uma espessura de parede. Um item metálico (que pode ser um componente desejado para ser anexado à estrutura) pode ser aproximado (que pode ou não estar em relação de contato) à estrutura no local desejado de união. Um dispositivo de aquecimento por indução pode ser aproximado do item metálico para aquecer o item metálico, o qual, por sua vez, aquecerá a estrutura no local afetado quando a energia for fornecida ao dispositivo de aquecimento por indução. Outros dispositivos de aquecimento também podem ser utilizados para obter aquecimento localizado.

[0107] É possível que o tempo que decorre a partir do tempo no qual a estrutura é inicialmente aquecida até que um artigo se uma a ele pelas etapas acima pode ser relativamente curto. Por exemplo, a operação pode levar menos de cerca de 1 minuto, menos de cerca de 30 segundos ou menos de cerca de 15 segundos. Pode demorar cerca de 1 segundo, cerca de 3 segundos, ou cerca de 5 segundos.

[0108] Outra abordagem para formar uma montagem de acordo com os presentes ensinamentos prevê formar uma peça moldada por aquecimento de um material de massa de acordo com os ensinamentos (por exemplo, uma poliamida e/ou um material de resina reformável como aqui se ensina, o que pode ser reforçado como aqui descrito, como por exemplo com uma fibra ou outra fase) a uma temperatura acima da Tg do material. Quando pelo menos uma parte do material está acima da Tg, a pressão pode ser aplicada à massa de material para definir uma peça configurada. Por exemplo, pode ser termoformado, moldado ou modelado de outra forma. A parte configurada pode então ser unida a outra parte para formar uma montagem. A união de peças pode ser por uma ligação adesiva, por uma conexão mecânica (por exemplo, usando um fecho, usando uma configuração de junção ajustada, ou ambas) ou ambas. Por exemplo, sem limitação, pelo menos duas partes geralmente complementares podem ser fixadas uma à outra. Se uma das peças for feita com um material de resina reformável como aqui ensinado, elas poderão ser unidas entre si ligando as peças enquanto pelo menos uma porção dessa parte estiver acima da Tg do material de resfriamento reformável e, em seguida, esfriando para uma temperatura abaixo da Tg. Opcionalmente, esta abordagem pode ser modificada para incluir o emprego de uma camada de adesivo entre aas peças, em que a camada adesiva (por exemplo, com uma espessura inferior a 5 mm, 4 mm ou 3 mm e acima de cerca de 0,05, 0,1 ou cerca de 0,5 mm) é feita de um material de resina reformável como aqui descrito.

[0109] As peças podem ser materiais diferentes. Por exemplo, uma parte pode incluir um material de resina reformável dos presentes ensinamentos. A outra parte pode incluir um poliuretano, uma poliolefina (por exemplo, um polipropileno), uma poliamida, um acrilato, um metacrilato, um policarbonato, um poliéster ou qualquer combinação destes; a outra parte pode incluir um material termoestável; a outra parte pode ser formada por um composto de moldagem em folha ou por moldagem por injeção de reação.

[0110] Conforme indicado, os insertos fibrosos podem ter uma forma predeterminada. A forma pode ser o resultado de um ou mais cálculos realizados durante uma etapa de simulação por computador de uma falha, um certo estado de estresse ou outro, e pode ser selecionado de modo a fornecer reforço local adicional em uma região predeterminada da parte que será submetida a uma condição de estresse predisposta que é determinada a partir desses cálculos. Os insertos fibrosos aqui podem incluir uma ou qualquer combinação de uma geometria geralmente sinusoidal sobre algum ou todo o seu comprimento, um par de paredes separadas que são unidas entre si por uma parede cruzada, uma ou mais margens e/ou degraus, uma porção de superfície de côncava, uma região de superfície convexa, ou uma ou mais aberturas. Conforme indicado, os insertos fibrosos aqui podem ter uma configuração tridimensional, em contraste com uma configuração geralmente planar.

[0111] As características do inserto fibroso podem variar de aplicação para aplicação. Um benefício dos presentes ensinamentos é que as camadas do inserto fibroso podem ser selecionadas para atender às necessidades de uma aplicação particular (por exemplo, em resposta a modelagem por simulação por computador (como a falha do computador ou a simulação do estado do estresse)). O inserto pode ser construído individualmente para incluir uma pluralidade de camadas com base no desempenho exigido pela aplicação. Além disso, outro benefício dos ensinamentos aqui descritos é que o reforço local pode ser conseguido posicionando os insertos em locais específicos que são indicados como requerendo reforço local adicional (por exemplo, em resposta a modelagem por simulação por computador (como falha no computador ou simulação do estado do estresse)). Os ensinamentos aqui apresentados proporcionam assim ao versado na técnica uma capacidade surpreendentemente expandida para ajustar seletivamente o desempenho dos reforços estruturais. Os ensinamentos também contemplam o uso da modelagem por simulação por computador para determinar a localização em que um suporte é esperado para suportar uma carga predeterminada em um acidente ou sob um certo estado de estresse. Com base nos resultados dessa modelagem, a localização em que um inserto fibroso deve estar posicionado pode ser determinada. Além disso, com base nos resultados de tal modelagem, a orientação das fibras e/ou a seleção de camadas adjacentes respectivas de fita ou folha em um inserto fibroso podem ser apontadas. As peças podem então ser feitas com base nos desenhos resultantes dessa modelagem. Os métodos que empregam tais etapas estão assim também dentro dos presentes ensinamentos.

[0112] Os suportes dos reforços estruturais podem ser tais que a superfície externa do inserto fibroso seja geralmente co-extensiva com a superfície externa da massa de material polimérico. Isso pode ser sobre algum ou todo o perímetro do inserto fibroso. Também está previsto que o inserto fibroso possa ter superfícies opostas que estão expostas e, portanto, visíveis na parte resultante. Por exemplo, o inserto fibroso pode ter uma superfície externa exposta e uma superfície interna exposta. Assim, o inserto fibroso pode juntar a massa de material polimérico apenas ao longo de um ou mais bordos laterais do inserto fibroso. As superfícies visíveis resultantes do suporte podem ficar substancialmente livres de linhas de malha ou outras imperfeições que poderiam fornecer uma fonte de enfraquecimento localizada do suporte.

[0113] O segundo polímero pode ser aplicado diretamente sobre o inserto fibroso. O segundo material polimérico pode ser um líquido vertido sobre o inserto fibroso até o inserto ser saturado com o segundo material polimérico. O líquido absorvido pelo inserto fibroso pode representar pelo menos cerca de 30% e menos de cerca de 70% do peso total do inserto fibroso após a saturação. O inserto saturado pode polimerizar à temperatura ambiente ou com a adição de calor, de modo a formar um composto sólido rígido. O composto resultante pode então receber o primeiro material polimérico posicionando o compósito em uma ferramenta e moldando o primeiro material polimérico (que pode ser um material de Nylon) em relação ao compósito.

[0114] Conforme apreciado pelo exposto acima, o suporte pode ter (i) uma porção polimérica definida pela massa do primeiro material polimérico, (ii) uma porção de reforço localizada definida por pelo menos um inserto fibroso e (iii) uma porção de interface entre a porção polimérica e a porção de reforço localizada em que a porção polimérica, a porção de interface e a porção de reforço localizada são uma estrutura geralmente contínua. A porção de interface pode incluir (i) uma rede de interpenetração definida pelo primeiro e segundo materiais poliméricos, (ii) ligações químicas entre o primeiro e o segundo materiais poliméricos, ou ambos (i) e (ii).

[0115] Um ou mais lados do material ativável podem ser pegajosos. Embora também seja possível que um ou mais lados não sejam geralmente aderentes ao toque à temperatura ambiente. Um ou mais elementos de fixação mecânicos podem ser utilizados ligando ou sendo formados integralmente com o material ativável, o suporte ou ambos.

[0116] Os materiais adequados que podem ser utilizados para o material ativável incluem materiais expansíveis e materiais que não são expansíveis. No entanto, é contemplado que o material ativável possa ser ativado para formar uma espuma. Por exemplo, o material pode ser ativado para formar uma espuma estrutural (por exemplo, o material pode incluir um ingrediente epóxi). O material pode ser ativado para formar uma espuma acústica. O material pode ser ativado para fluir para fins de selagem de uma região dentro de uma cavidade. O material pode incluir uma combinação de um material ativável para expandir e um material que não é ativável para se expandir.

[0117] O reforço estrutural dos presentes ensinamentos pode ser utilizado para reforçar estruturalmente um artigo, tal como pela localização do reforço estrutural dentro de uma cavidade do artigo e ativação do material ativável de modo que ele se expanda e se una a uma superfície do objeto. O reforço estrutural também pode ser empregado para vedar e/ou defletir a cavidade. Em uma aplicação preferida, o reforço estrutural é utilizado para reforçar um veículo de transporte, como um veículo automotivo.

[0118] A título de exemplo, o reforço estrutural pode ser posicionado dentro de uma cavidade de um veículo de transporte (por exemplo, um veículo automotivo) antes do revestimento do veículo. O material ativável pode ser ativado quando submetido a calor durante as operações de cozimento de tintas. Em aplicações em que o material ativável é um material de expansão térmica, expandido termicamente, uma consideração importante relacionada com a seleção e formulação do material que compreende o material ativável é a temperatura à qual uma reação ou expansão do material, e possivelmente cura poderá ocorrer. Por exemplo, na maioria das aplicações, não é desejável que o material seja reativado à temperatura ambiente ou de outra forma à temperatura ambiente em um ambiente de linha de produção. Mais tipicamente, o material ativável torna-se reativo a temperaturas de processamento mais elevadas, tais como as encontradas em uma instalação de montagem de automóveis, quando o material é processado juntamente com os componentes do automóvel a temperaturas elevadas ou a níveis de energia aplicados mais elevados, por exemplo, durante a pintura ou as etapas de cura ou de cozimento. Embora as temperaturas encontradas em uma operação de montagem do automóvel possam se situar na faixa de cerca de 140°C a cerca de 220°C (por exemplo, cerca de 148,89°C a cerca de 204,44°C (cerca de 300°F a 400°F)), as aplicações de oficina de carroçaria e de pintura são geralmente de cerca de 93,33°C (cerca de 200°F) ou ligeiramente superiores. Após a ativação do material ativável, o material normalmente irá curar. Assim, pode ser possível que o material ativável possa ser aquecido, podendo então se expandir, e depois curar para formar um material espumado resultante.

[0119] Como indicado, os ensinamentos aqui contidos também se referem a um método para produzir um suporte de um material ativável (por exemplo, para reforço estrutural para um artigo). O método pode incluir uma etapa de inserção de pelo menos um inserto fibroso (que pode ser consolidado no momento da etapa de inserção) possuindo uma superfície externa e incluindo pelo menos uma disposição de fibra alongada dentro de uma cavidade de uma ferramenta. Uma massa de material polimérico pode ser moldada em contato com o inserto fibroso, de modo que uma massa moldada resultante de material polimérico se uma integralmente ao inserto fibroso (que é consolidado no seu estado final) e a superfície externa do inserto fibroso seja pelo menos parcialmente coextensiva e contínua com a superfície externa da massa moldada resultante de material polimérico. Pode ser aplicada uma massa de material ativável (por exemplo, sobremoldada, ligada mecanicamente ou de outro modo) sobre pelo menos uma porção de uma ou ambas as superfícies externas da massa resultante do material polimérico ou do inserto fibroso. De acordo com os ensinamentos acima, a massa de material ativável pode ser ativada para expansão por um estímulo externo (por exemplo, pelo menos parcialmente, se não completamente, para preencher um espaço ou uma cavidade) e pode ser capaz de curar para formar uma ligação adesiva a pelo menos uma superfície do artigo ao qual está ligada.

[0120] O método pode incluir uma etapa de moldagem pelo menos parcialmente do inserto fibroso após a sua colocação na cavidade da ferramenta. Por exemplo, a ferramenta pode ser pré-aquecida a uma temperatura acima da temperatura de amolecimento e/ou a temperatura de fusão de um polímero do pelo menos um inserto fibroso antes de colocar o inserto fibroso na cavidade da ferramenta. O método pode incluir uma etapa de pelo menos parcialmente moldar o inserto fibroso depois de ser colocado na cavidade da ferramenta e moldar a massa de material polimérico. Por exemplo, calor e/ou pressão que resulta da introdução da massa de material polimérico na cavidade (por exemplo, por moldagem por injeção), pode fazer com que pelo menos parcialmente o inserto fibroso assuma uma forma ditada por um ou mais das paredes que definem a cavidade. Assim, é possível que o inserto fibroso não seja pré-formado antes da colocação na cavidade e assuma a sua forma final apenas na cavidade. Obviamente que também é possível que o inserto fibroso seja pré-formado antes da colocação na cavidade.

[0121] O inserto fibroso, antes da etapa de inserção, pode ser proporcionado sob a forma de uma ou mais camadas de uma fita e/ou folha, nas quais as fibras podem ser fixadas em posição uma em relação à outra (por exemplo, como um resultado da consolidação, pela qual é formada uma massa coesa das fibras distribuídas em uma matriz polimérica contínua). O método pode assim incluir uma etapa de fabricação do inserto fibroso a para incluir uma pluralidade de camadas de fita e/ou folha. Por exemplo, o método inclui uma etapa de consolidação de uma pluralidade de camadas de fita e/ou folha enquanto a pluralidade de camadas é submetida a calor e opcionalmente a uma pressão elevada. Por exemplo, pode ser utilizada uma temperatura que está acima do ponto de fusão e/ou amolecimento do polímero da fita e/ou folha para fazer com que duas ou mais camadas adjacentes se fundam e permaneçam juntas após o resfriamento. Uma pressão de cerca de 0,1 a cerca de 1 MPa pode ser aplicada (por exemplo, cerca de 0,2 a cerca de 0,6 MPa). A temperatura e a pressão podem ser utilizadas durante uma quantidade desejada de tempo para obter uma densificação essencialmente completa. Evidentemente que os ensinamentos proporcionam a formação de várias estruturas de inserção consolidadas.

[0122] O inserto fibroso pode ser termoformado para formar um formato predeterminado. O inserto fibroso pode ser termoformado durante uma etapa de consolidação. Um inserto fibroso termoformado resultante pode depois ser colocado em uma cavidade de ferramenta e o material polimérico termoplástico fundido pode ser introduzido em contato com ela.

[0123] A etapa de moldagem pode incluir uma etapa de introdução de material polimérico fundido na cavidade da ferramenta por meio de uma entrada que fica posicionada em uma relação geralmente oposta com pelo menos um inserto fibroso. Desta forma, após a introdução na cavidade, o polímero fundido entra em contato com o inserto fibroso antes de entrar em contato com uma parede que define a cavidade.

[0124] Os suportes feitos de acordo com os presentes ensinamentos podem ter uma parede tendo uma primeira superfície e uma segunda superfície geralmente oposta. A parede pode ter uma espessura que varia de cerca de 0,2 a cerca de 6 mm (por exemplo, cerca de 1,5 a cerca de 4 mm). Em regiões selecionadas dentro de um suporte, é possível que pelo menos cerca de 20%, 40%, 60%, 80% ou mesmo 100% da espessura da parede seja definida pelo inserto fibroso ou sobreposição. O inserto fibroso ou sobreposição pode ter uma porção de superfície externa contornada que fica visivelmente exposta no suporte. O inserto fibroso ou a sobreposição podem ter uma porção de superfície externa geralmente plana que fica visivelmente exposta no suporte. A primeira superfície e a segunda superfície podem ser geralmente paralelas entre si.

[0125] O inserto fibroso ou a sobreposição podem ocupar pelo menos cerca de 10%, 20%, 30% ou mesmo 40% em peso do veículo geral. O inserto fibroso ou a sobreposição podem ser inferiores a cerca de 90%, 80% ou mesmo 70% em peso do suporte global.

[0126] Assim, é possível que pelo menos uma porção da primeira superfície e da segunda superfície esteja visivelmente exposta e seja composta do inserto fibroso ou da sobreposição. Os suportes podem ter um ou mais reforços estruturais adicionais ou outras características estruturais, como uma ou mais nervuras, saliências ou outra forma. Essas características podem estar livres ou podem incluir um inserto fibroso de acordo com os presentes ensinamentos.

[0127] É contemplado que os materiais aqui descritos possam ser pinados. A capacidade de receber uma pintura pode ser desejável, por exemplo, se qualquer superfície estiver visivelmente exposta. O material pode ser impresso a jato. O material pode ser pintado com sistemas convencionais por eletrodeposição. O material pode ser pintado, pois pode ter uma afinidade para absorver tinta. Isto pode ser devido, pelo menos em parte, à polaridade do material e/ou à funcionalidade hidroxila da cadeia principal (por exemplo, cadeia principal de polímero geralmente linear).

[0128] As peças aqui contidas podem ser utilizadas para qualquer uma das várias finalidades. Por exemplo, elas podem ser empregadas para reforçar estruturalmente um veículo de transporte, como um veículo automotivo. A este respeito, uma peça pode ser colocada em uma cavidade de uma estrutura de carroçaria de veículo, como uma plataforma de veículo. Depois de aplicar uma camada de revestimento por eletrodeposição à carroçaria do veículo (por exemplo, dentro da cavidade), a peça pode ser submetida a calor de um forno de cozimento, o que faz com que o material ativável seja ativado (por exemplo, expande e enche a cavidade), e tornam- se ligados à carroçaria do veículo.

[0129] As Figuras 1-11 ilustram exemplos de acordo com os presentes ensinamentos. Com referência à Figura 1, é visto um suporte 10 que apresenta uma ou mais massas 12 de um primeiro material polimérico. Um inserto fibroso 14 é mostrado unido à uma ou mais massas ao longo de um bordo do inserto. Uma porção de interface 16 é representada (de forma exagerada para fins de ilustração; para fins de simplicidade, essa interface é omitida dos desenhos restantes, embora seja conveniente que ainda possa existir em tais formas de concretização). O suporte apresenta uma superfície superior 18 e uma superfície inferior 20. O inserto fibroso 14 se estende da superfície superior até a superfície inferior de modo que o inserto fibroso seja exposto visivelmente de cima e de baixo. A Figura 1 omite qualquer material ativável. No entanto, o material ativável pode estar localizado sobre uma ou ambas as massas 12 ou o inserto fibroso 14.

[0130] A Figura 2 representa um suporte 110 com uma massa de material polimérico 112 e um inserto fibroso 114, na qual apenas a superfície superior do inserto fibroso é exposta. Uma superfície inferior e bordas laterais ficam adjacentes à massa de material polimérico. A região da interface é omitida nesta descrição, embora possa estar presente. Neste desenho, um material expansível 126 fica localizado sobre a massa do material polimérico e o inserto fibroso. No entanto, ele pode ficar localizado sobre um ou outro também.

[0131] A Figura 3 ilustra um exemplo de um suporte 210 que tem uma porção de reforço fibroso 214 com uma superfície superior 218, a partir da qual se projeta uma nervura 222, que é feita de uma massa de material polimérico (por exemplo, o mesmo tipo de material que está de outra forma presente no suporte ao qual o inserto se une). A nervura inclui uma porção que se projeta para fora tendo uma largura w1 e uma região de pescoço ampliada que apresenta uma largura (na sua maior dimensão) w2 que é maior que a largura w1, tal como por uma quantidade de pelo menos cerca de 10%, 20% ou 30%. A largura w2 pode ser maior do que a largura w1, tal como por uma quantidade não superior a cerca de 100%, 80% ou 60%. Uma estrutura de nervura semelhante pode ser utilizada na forma de concretização da Figura 2.

[0132] As Figuras 4a e 4b ilustram duas vistas de um veículo ilustrativo 310 que inclui uma massa de material polimérico 312 e um par de insertos fibrosos 314. Neste caso, os insertos fibrosos apresentam superfícies superiores e inferiores que estão expostas. Embora seja possível empregar uma estrutura como na Figura 2, na qual apenas uma superfície superior fica exposta. Uma pluralidade de nervuras 322 são empregadas (as nervuras são mostradas em uma disposição transversal em relação a um eixo longitudinal (por exemplo, para todas as formas de concretização aqui, as nervuras podem correr longitudinalmente, transversalmente, diagonalmente ou qualquer combinação destas direções; as nervuras também podem ser arqueadas)). Um material ativável 326 é mostrado. Embora mostrado em uma ranhura, ele pode se apoiar sobre uma superfície externa ou de outro modo ser suportado no suporte para todas as formas de concretização aqui contidas.

[0133] A Figura 5 ilustra um exemplo de como os insertos fibrosos 14, 114, 214 ou 314 podem ter múltiplas camadas com duas ou mais camadas adjacentes tendo diferentes orientações de fibras. Embora mostrado como orientado unidirecionalmente neste exemplo, tiras de fibras impregnadas também podem ser providas como uma camada tecida. Outras orientações diferentes das que estão descritas na Figura 5 são possíveis. Por exemplo, três camadas de fibras orientadas uniaxialmente podem ser orientadas a 0/90/0 graus em relação uma à outra, ou cinco camadas podem ser orientadas em graus 0/45/90/45/0 em relação uma à outra. Outras orientações também são possíveis.

[0134] As Figuras 6A e 6B ilustram um exemplo de uma peça de acordo com os presentes ensinamentos. A peça inclui um suporte 610 que é mostrado como uma peça moldada. Ela inclui um inserto fibroso 614. O suporte inclui uma pluralidade de nervuras 622. O material ativável 626 é aplicado sobre uma porção do suporte e é mostrado como cobrindo parcialmente o inserto 614. O inserto 614, que é sobremoldado para definir o suporte 610 inclui uma superfície arqueada e, especificamente, uma porção de superfície côncava 640. Na forma de concretização mostrada, ele fica localizado em direção a uma extremidade do inserto 614. O inserto 614 também inclui uma abertura de furo de passagem 642. O inserto inclui um par de paredes opostas 644 (que pode ser geralmente paralelas ou orientadas de outra forma) e uma parede cruzada 646. O inserto abrange uma porção central do suporte.

[0135] A Figuras 7A e 7B ilustram um exemplo de outra peça de acordo com os presentes ensinamentos. A peça inclui um suporte 710 que é mostrado como uma peça moldada. Ela inclui um inserto fibroso 714. O suporte inclui uma pluralidade de nervuras 722. O material ativável 726 é aplicado sobre uma porção do suporte e é mostrado como cobrindo parcialmente o inserto 714. O inserto 714, que é sobremoldado para definir o suporte 710 inclui uma porção arredondada sobre a superfície 740. Na forma de concretização mostrada, ele fica localizado em direção a uma extremidade do inserto 714. O inserto 714 também inclui uma abertura de furo passante 742. O inserto inclui um par de paredes opostas 744 (que podem ser geralmente paralelas ou orientada de outro modo) e uma parede cruzada 746. Pelo menos uma etapa 748 é definida no inserto.

[0136] A Figura 8 ilustra esquematicamente como um suporte pode ser feito de acordo com os presentes ensinamentos. Uma bobina de material fibroso 850 pode fornecer o material para definir um inserto 814, mostrado como sinusal. O inserto pode ser sobremoldado para definir porções sobremoladas 852 (por exemplo, incluindo uma pluralidade de nervuras) de um suporte resultante 810. O suporte resultante, assim, inclui o inserto 814 e as porções sobremoldadas 852.

[0137] A Figura 9 ilustra um exemplo de um perfil extrudado de acordo com os ensinamentos para utilização como um suporte 910. O perfil inclui um material compósito fibroso moldado 960 (por exemplo, por laminação ou por extrusão) sobreposto sobre uma superfície externa do corpo em forma de suporte 962 (por exemplo, uma poliamida extrudada ou poliamida com fibra de vidro, tal como Nylon®). O corpo em forma de suporte 962 apresenta uma superfície interna 964. Uma nervura 966 se prolonga (por exemplo, geralmente ortogonalmente) a partir da superfície interna 964. É mostrado um material ativável A. O material ativável A pode ter sido extrudado para o suporte.

[0138] A Figura 10 ilustra um exemplo de um possível sistema de fabricação 1070 que pode ser utilizado para uma operação de extrusão de acordo com os presentes ensinamentos. A matéria-prima para formar um corpo de material polimérico de base é alimentada em uma tremonha 1072 associada a uma extrusora 1074. A extrusora 1074 apresenta uma matriz 1076 através da qual a matéria-prima é passada para formar um perfil de corpo moldado 1078 (por exemplo, um perfil extrudado). O perfil do corpo moldado pode ser resfriado (por exemplo, por um refrigerador de vácuo 1080) até uma temperatura desejada. Um sistema de alimentação 1082 pode alimentar um material fibroso 1084 (por exemplo, por meio de rolos) para um coletor de rolos 1086 no qual o material para formar uma matriz polimérica é posto em contato com o material fibroso. Um rolo de moldagem 1088 (ou outro dispositivo de moldagem do tipo extrusão adequado) pode então definir adicionalmente a forma desejada do material compósito fibroso resultante. O rolo de moldagem também pode servir para ajudar a unir o material compósito fibroso com o perfil do corpo base moldado. Após a união, o compósito global resultante 1090 pode ser resfriado (por exemplo, por um tanque de resfriamento 1092). Opcionalmente, se for utilizado para uso como suporte para uma aplicação de reforço estrutural, o compósito global resultante 1090 pode ser avançado por um dispositivo suporte 1094 (por exemplo, um dispositivo de puxar ou empurrar). Um material ativável pode ser aplicado ao compósito 1090 por uma extrusora 1096 (por exemplo, uma extrusora de cabeçote cruzado). Posteriormente, o compósito resultante (com ou sem o material ativável nele) pode ser cortado por um dispositivo de corte 1098 (por exemplo, uma serra de corte rolante). A título de ilustração, sem limitação, a matéria-prima pode ser um Nylon® com fibras de vidro aquecido a cerca de 260°C. Ao sair do refrigerador, a temperatura pode ser de cerca de 150 a cerca de 175°C. As fibras podem ser fibras de vidro que são revestidas por rolo com um produto de reação de uma monoetanolamina e éter diglicidílico do bisfenol A, enquanto que o produto da reação está no estado amolecido. Ao sair do tanque de resfriamento, o compósito pode estar a uma temperatura de cerca de 120°C. No momento da passagem da extrusora, a temperatura pode ser de cerca de 90-95°C. A extrusora de cabeçote cruzada pode extrudar uma ou mais massas de uma espuma estrutural à base de epóxido ativável pelo calor, tal como um material de reforço estrutural na série L-55xx, disponível pela L&L Products, Inc. O sistema de produção também pode incluir uma ou mais etapas de pultrusão.

[0139] Como mostrado, por exemplo, nas Figuras 11A- 11C, o perfil 1110 pode ser formado como um suporte pultrudado de fibra contínua 1112 que inclui um material epóxi termoplástico. De fato, o suporte 1112 pode compreender unicamente o material epóxi termoplástico e pode estar isento de quaisquer materiais poliméricos adicionais. Alternativamente, apenas uma porção do veículo 1112 pode ser formada do material epóxi termoplástico. O suporte pode ainda incluir um material vedante 1114 que pode ser adicionado ao suporte, durante ou após o processo de pultrusão. O suporte também pode incluir a adição de uma ou mais porções de película 1116. As porções de película 1116 podem melhorar a ligação entre materiais diferentes e/ou auxiliar na prevenção de corrosão, de modo que possam estar localizados próximos e/ou adjacentes a uma ou mais aberturas para receber um elemento fixador. O suporte e um ou mais dos materiais anexados mencionados acima também podem ser extrudados.

[0140] Naturalmente que, embora as formas de realização das Figuras 1 a 11 sejam mostradas separadamente, as características de uma podem ser combinadas com características de outra e permanecer dentro dos presentes ensinamentos. As representações ali devem, portanto, ser consideradas como generalizadas e aplicáveis aos ensinamentos como um todo aqui.

[0141] Os ensinamentos aqui descritos são ilustrados em conexão com um suporte para um reforço estrutural, no qual o suporte é geralmente alongado (por exemplo, pode ter pelo menos aproximadamente 25 mm de comprimento, pelo menos cerca de 50 mm de comprimento ou mesmo pelo menos cerca de 100 mm de comprimento). No entanto, os ensinamentos não se destinam a ser restritivos. Os ensinamentos também contemplam seu uso para a moldagem de suportes para deflexão e/ou vedação. Os suportes podem assim ter comprimentos que são menores do que cerca de 25 mm (por exemplo, cerca de 15 mm ou menos). Os suportes podem ser mais longos do que amplos. Os suportes podem ser mais largos do que longos.

[0142] Como pode ser apreciado a partir dos ensinamentos aqui apresentados, podem ser realizados vários benefícios e/ou vantagens. Por exemplo, podem ser preparadas peças que possuem um suporte que é feito de um material isento de plástico termoendurecível. Podem ser preparadas peças que tenham pelo menos uma porção do material ativável localizado sobre e em contato com um inserto fibroso dos presentes ensinamentos.

[0143] Tal como aqui utilizado, salvo indicação em contrário, os ensinamentos preveem que qualquer membro de um gênero (lista) possa ser excluído do gênero; e/ou qualquer membro de um agrupamento de Markush pode ser excluído do agrupamento.

[0144] Salvo indicação em contrário, quaisquer valores numéricos aqui citados incluem todos os valores do valor inferior ao valor superior em incrementos de uma unidade, desde que haja uma separação de pelo menos 2 unidades entre qualquer valor inferior e qualquer valor superior. Como um exemplo, se for indicado que a quantidade de um componente, uma propriedade ou um valor de uma variável de processo, como, por exemplo, temperatura, pressão, tempo e similares, é, por exemplo, de 1 a 90, de preferência de 20 a 80, mais preferivelmente de 30 a 70, destina-se a que os valores da faixa intermediária, tais como (por exemplo, 15 a 85, 22 a 68, 43 a 51, 30 a 32, etc.) estejam dentro dos ensinamentos desta especificação. Do mesmo modo, os valores intermediários individuais também estão dentro dos ensinamentos presentes. Para valores que são inferiores a um, uma unidade é considerada como sendo 0,0001, 0,001, 0,01 ou 0,1 conforme apropriado. Estes são apenas exemplos do que é especificamente previsto e todas as combinações possíveis de valores numéricos entre o valor mais baixo e o valor mais alto enumerado devem ser consideradas expressamente indicadas neste pedido de forma semelhante. Como pode ser visto, o ensino de quantidades expressas como "partes por peso" aqui também contempla os mesmos intervalos expressos em termos de porcentagem em peso. Assim, uma expressão em uma faixa em termos de "pelo menos 'x' partes em peso da composição resultante" também contempla um ensino de faixas da mesma quantidade citada de "'x' em porcentagem em peso da composição resultante".

[0145] referências, incluindo pedidos de patente e publicações, são incorporadas por referência para todos os fins. O termo "consistindo essencialmente de” para descrever uma combinação deve incluir os elementos, ingredientes, componentes ou etapas identificadas, e outros elementos, ingredientes, componentes ou etapas que não afetam materialmente as características básicas e novas da combinação. O uso dos termos "compreendendo" ou "incluindo" para descrever combinações de elementos, ingredientes, componentes ou etapas aqui contidos também contemplam formas de concretização que consistem de, ou consistem essencialmente de elementos, ingredientes, componentes ou etapas.

[0146] Os elementos, ingredientes, componentes ou etapas plurais podem ser proporcionados por um único elemento, ingrediente, componente ou etapa integrada. Alternativamente, um único elemento integrado, ingrediente, componente ou etapa pode ser dividido em elementos, ingredientes, componentes ou etapas diferentes. A divulgação de "um" ou "uma" para descrever um elemento, ingrediente, componente ou etapa não se destina a excluir elementos, ingredientes, componentes ou etapas adicionais.

[0147] Entende-se que a descrição acima pretende ser ilustrativa e não restritiva. Muitas formas de concretização, bem como muitas aplicações além dos exemplos fornecidos, serão evidentes para os versados na técnica após a leitura da descrição acima. O escopo da invenção deve, portanto, ser determinado não com referência à descrição acima, mas deve, em vez disso, ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com o alcance completo de equivalentes aos quais tais reivindicações têm direito. As divulgações de todos os artigos e referências, incluindo os pedidos de patente e as publicações, são incorporadas por referência para todos os fins. A omissão nas seguintes reivindicações de qualquer aspecto do assunto que é aqui divulgado não configura um termo de responsabilidade de tal assunto, nem deve ser considerado que os inventores não consideraram que esse assunto faça parte da matéria descrita.

Claims

1. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ARTIGO COMPÓSITO, sendo que o artigo compósito é caracterizado por compreender: (a) uma fase distribuída no artigo compósito que inclui uma pluralidade de formas segmentadas (por exemplo, fibras, plaquetas, flocos, fibras cortadas ou qualquer combinação destes); e (b) uma matriz polimérica no artigo compósito em que a fase distribuída é distribuída, a matriz polimérica incluindo pelo menos 25% em peso da matriz polimérica de um polímero termoplástico; sendo que a matriz polimérica inclui ainda um produto de reação de um diepóxido e uma monoamina primária ou uma diamina secundária; sendo que o artigo compósito forma pelo menos uma porção de um suporte adaptado para uso como um defletor, um reforço estrutural de ambos; e sendo que o método inclui pelo menos uma etapa selecionada de mistura mecânica da fase distribuída com o material do produto de reação para uso na matriz polimérica e moldagem por injeção, extrusão ou pultrusão da mistura resultante.

2. MÉTODO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela fase distribuída incluir pelo menos 33% em peso de fibras.

3. MÉTODO de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela fase distribuída incluir fibras selecionadas de fibras minerais (orgânicas ou inorgânicas), fibras poliméricas, fibras de carbono, fibras metálicas, fibras naturais ou qualquer combinação destes.

4. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela fase distribuída incluir uma pluralidade de fibras com um comprimento de pelo menos 1 mm.

5. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelas fibras da fase distribuída estarem presentes em uma quantidade, uma distribuição ou ambas para reforçar o artigo compósito pela realização de um aumento de uma ou mais propriedades mecânicas selecionadas a partir da resistência à tração extrema, alongamento, módulo de flexão ou módulo de compressão, em comparação com a propriedade correspondente do material da matriz polimérica individual.

6. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela fase distribuída ser distribuída de forma homogênea na matriz polimérica.

7. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela fase distribuída estar na forma de uma distribuição aleatória, um tecido, uma manta não-tecida, uma pluralidade de fibras geralmente alinhadas axialmente (por exemplo, um feixe), uma pluralidade de fibras entrelaçadas axialmente (por exemplo, um fio) ou qualquer combinação destes.

8. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo material de pelo menos uma porção da fase distribuída ser o mesmo que o material da matriz polimérica.

9. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela matriz polimérica incluir um produto de reação de polímero de hidroxi-fenoxieter (por exemplo, um material termoplástico de polieteramina) de uma espécie mono-funcional ou di- funcional com uma porção contendo epóxido, tal como um diepóxido, que reage sob condições para reagir as porções hidroxila com as porções epóxi para formar uma cadeia principal polimérica geralmente linear com ligações de éter.

10. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela fase distribuída e a matriz polimérica estarem presentes em uma razão de peso relativo (fase distribuída:matriz polimérica) de 1:15 a 3:1.

11. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ARTIGO COMPÓSITO como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por incluir uma etapa de avançar um polímero termoplástico possuindo pelo menos um produto de reação do grupo funcional epóxido ao longo de uma rosca de alimentação rotativa dentro de um tambor de um dispositivo de moldagem de material polimérico.

12. DISPOSITIVO caracterizado por compreender: (a) um suporte (10, 110, 210, 310, 610, 710, 810, 910, 1110) que inclui: (i) uma massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112) que tem uma superfície externa e que inclui um primeiro material polimérico; e (j) pelo menos um inserto de material compósito fibroso (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) ou sobreposição que tem uma superfície externa e que inclui pelo menos um arranjo de fibras alongadas tendo uma pluralidade de fibras ordenadas distribuídas de uma maneira predeterminada em um segundo material polimérico, o inserto fibroso unindo a massa do material polimérico em um local predeterminado para suportar uma carga predeterminada que é submetida ao local predeterminado; sendo que o inserto fibroso ou a sobreposição e a massa de material polimérico incluem materiais, estruturas ou ambos compatíveis, para permitir que o inserto fibroso seja unido pelo menos parcialmente à massa de material polimérico; e (k) opcionalmente, uma massa de material ativável (326, 626, 726) aplicada seletivamente sobre pelo menos uma porção de uma ou ambas da superfície exterior da massa do material polimérico ou pelo menos um inserto fibroso, sendo a massa de material ativável capaz de ativação para expandir através de um estímulo externo e sendo capaz de curar para formar uma ligação adesiva a pelo menos uma superfície do artigo; sendo que a superfície externa do inserto fibroso é pelo menos parcialmente co-extensiva e contínua com a superfície externa da massa de material polimérico, (l) sendo que o segundo material polimérico é um polímero de hidroxi-fenoxieter, tal como um material termoplástico de polieteramina, que é um produto (por exemplo, um produto de reação de condensação termoplástica) de uma reação de uma espécie mono-funcional ou di- funcional (por exemplo, monoetanolamina) com uma porção que contém epóxido, tal como um diepóxido (por exemplo, éter diglicidílico do bisfenol A) que reage sob condições para reagir as porções hidroxila com as porções epóxi para formar uma cadeia principal polimérica geralmente linear com ligações éter.

13. DISPOSITIVO de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112) incluir um material termoplástico.

14. DISPOSITIVO de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado por pelo menos um inserto fibroso consolidado (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) incluir pelo menos uma camada na forma de um material laminar que é feito geralmente do mesmo tipo de material que a massa de material polimérico.

15. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado por pelo menos um arranjo de fibras alongadas de pelo menos um inserto fibroso consolidado (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) incluir um material que é feito geralmente do mesmo tipo de material que a massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112).

16. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 15, caracterizado por pelo menos um arranjo de fibras alongadas de pelo menos um inserto fibroso consolidado (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) incluir um material que é feito geralmente do mesmo tipo de material que a massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112) de modo que o material do inserto fibroso e a massa de material polimérico são fundidos quimicamente.

17. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado por pelo menos um arranjo de fibras alongadas ser um arranjo de fibras tecidas.

18. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 17, caracterizado por pelo menos um arranjo de fibras alongadas ser um arranjo de fibras tecidas que é impregnado com um material que é geralmente do mesmo tipo do material que o material da massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112).

19. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 18, caracterizado por pelo menos um arranjo de fibras alongadas ser um arranjo de fibras tecidas feito de um material que é geralmente do mesmo tipo de material que a massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112) e é impregnado com um material que é geralmente do mesmo tipo de material que o material da massa de material polimérico.

20. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 19, caracterizado por um material de poliamida ser utilizado para uma ou mais da massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112) ou pelo menos uma porção do inserto fibroso (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114).

21. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 20, caracterizado pelo inserto fibroso (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) incluir uma pluralidade de camadas, cada uma incluindo um arranjo de fibras alongadas e cada camada sendo anisotrópica nas suas propriedades mecânicas.

22. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 21, caracterizado pelo inserto fibroso (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) incluir uma pluralidade de fibras, incluindo fibras de vidro, fibras minerais, fibras de carbono, fibras poliméricas ou qualquer combinação destes.

23. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 22, caracterizado pela massa de material ativável (326, 626, 726) incluir um material à base de epóxi.

24. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 23, caracterizado por uma orientação de uma ou mais fibras no arranjo de fibras alongadas ser selecionada para proporcionar rigidez localizada em resposta a uma carga predeterminada que é aplicada ao arranjo de fibra alongada.

25. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 24, caracterizado pela superfície externa do inserto fibroso (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) ser geralmente co-extensiva com a superfície externa da massa de material polimérico e/ou fica posicionada no topo da superfície externa da massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112).

26. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 25, caracterizado por uma superfície externa resultante do suporte ser livre de linhas de malha ou outras imperfeições que poderiam fornecer uma fonte de enfraquecimento localizado do suporte.

27. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 26, caracterizado por pelo menos um inserto fibroso consolidado (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) apresentar uma superfície externa exposta e uma superfície interna exposta.

28. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 27, caracterizado pelo suporte (10, 110, 210, 310, 610, 710, 810, 910, 1110) possuir (i) uma porção polimérica definida pela massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112), (ii) uma porção de reforço localizada definida por menos um inserto fibroso (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114) consolidado ou sobreposição, e (iii) uma porção de interface (16, 1116) entre a porção polimérica e a porção de reforço localizada, sendo que a porção polimérica, a porção de interface e a porção de reforço localizada são uma estrutura geralmente lisa e/ou contínua.

29. DISPOSITIVO de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pela porção de interface (16, 1116) incluir (i) uma rede de interpenetração definida pelos primeiro e segundo materiais poliméricos, (ii) ligações químicas entre os primeiro e o segundo materiais poliméricos, ou ambos (i) e (ii).

30. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 29, caracterizado pelo veículo resultante não exibir (i) linhas de malha visíveis a olho nu, (ii) vazios ou descontinuidades visíveis a olho nu através da porção de interface, ou ambos (i) e (ii).

31. DISPOSITIVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 30, caracterizado pelo artigo ser um veículo de transporte.

32. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM DISPOSITIVO como definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 30, caracterizado por compreender a impregnação de uma massa de fibras com o segundo material polimérico; moldagem da massa impregnada; e união da massa impregnada à massa de material polimérico.

33. MÉTODO de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pela etapa de moldagem incluir a passagem da massa impregnada enquanto se encontra em um estado amolecido, através de uma abertura para definir a forma desejada.

34. MÉTODO de acordo com a reivindicação 32 ou 33, caracterizado pela etapa de moldagem incluir a formação do dispositivo para ter um perfil geralmente contínuo ao longo do seu comprimento.

35. COMPÓSITO caracterizado por compreender: (a) uma massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112) possuindo uma superfície externa e que inclui um primeiro material polimérico; e (b) pelo menos uma sobreposição de material fibroso possuindo uma superfície externa e incluindo pelo menos um arranjo de fibras alongadas possuindo uma pluralidade de fibras ordenadas, pelo menos um inserto fibroso (14, 114, 214, 314, 614, 714, 814, 1114); e (c) uma segunda camada de material polimérico localizada entre eles, e em contato planar direto com cada uma da massa de material polimérico (12, 112, 312, 1112) e pelo menos uma sobreposição de material fibroso, sendo que o segundo material polimérico é um polímero de hidroxi-fenoxieter, tal como um material termoplástico de polieteramina, que é um produto (por exemplo, um produto de reação de condensação termoplástica) de uma reação de uma espécie mono-funcional ou di- funcional (por exemplo, monoetanolamina) com uma porção contendo epóxido, tal como um diepóxido (por exemplo, éter diglicidílico do bisfenol A) que reage sob condições para reagir as porções hidroxila com as porções epóxi para formar uma cadeia principal polimérica geralmente linear com ligações éter.

36. COMPÓSITO de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo compósito incluir uma única massa de material polimérico.

37. COMPÓSITO de acordo com a reivindicação 35 ou 36, caracterizado pelo compósito incluir exatamente duas sobreposições de material fibroso.

38. COMPÓSITO de acordo com qualquer uma das reivindicações 35 a 37, caracterizado pelo compósito incluir pelo menos duas segundas camadas poliméricas.

39. COMPÓSITO de qualquer uma das reivindicações 35 a 38, caracterizado pelo compósito incluir pelo menos quatro segundas camadas poliméricas.

40. COMPÓSITO de acordo com qualquer uma das reivindicações 35 a 39, caracterizado pelo compósito incluir exatamente quatro segundas camadas poliméricas.

41. COMPÓSITO de acordo com qualquer uma das reivindicações 35 a 40, caracterizado pela segunda camada polimérica ser uma película.

42. COMPÓSITO de acordo com qualquer uma das reivindicações 35 a 41, caracterizado pela massa de material polimérico incluir um material de polietileno.

43. COMPÓSITO de acordo com qualquer uma das reivindicações 35 a 42, caracterizado por pelo menos uma sobreposição de material fibroso incluir fibras de vidro.

44. MÉTODO caracterizado por compreender a moldagem do compósito como definido em qualquer uma das reivindicações 35 a 43 em uma prensa aquecida.

45. DISPOSITIVO caracterizado por compreender: (a) um suporte epóxi termoplástico alongado pultrudado; (b) um material selante localizado em contato planar direto com uma porção do suporte; (c) uma ou mais porções de camada de película epóxi termoplástica localizadas em contato planar direto com o suporte.