Applications

Sistemas de cura com peróxido para o fabrico de pás de turbinas eólicas

July 4, 2026 3 min read

Visão geral

O mercado global da energia eólica está a registar um crescimento explosivo, com a capacidade instalada a ultrapassar os 900 GW em 2024 e a previsão de que ultrapasse os 1 500 GW até 2030. As pás das turbinas eólicas — normalmente com 60 a 120 metros de comprimento — são fabricadas utilizando compósitos de polímeros reforçados com fibras (FRP), principalmente resinas epóxi ou de éster de vinilo reforçadas com fibra de vidro (GF) ou fibra de carbono (CF).

O sistema de cura é fundamental, uma vez que a qualidade das pás determina diretamente: a vida útil à fadiga (vida útil projetada de mais de 20 anos), a integridade estrutural sob cargas eólicas extremas, a qualidade do acabamento superficial (eficiência aerodinâmica) e o tempo do ciclo de produção (que afeta o custo de fabrico). Os sistemas de cura com peróxido permitem a cura à temperatura ambiente ou a baixa temperatura das resinas de éster de vinilo, que são preferidas para estruturas de pás de grandes dimensões devido à sua menor viscosidade e aos tempos de ciclo mais rápidos em comparação com o epóxi.

Mecanismo químico

A cura da resina de éster de vinilo com peróxidos segue um mecanismo de radicais livres:

  • Iniciação: O peróxido decompõe-se (termicamente ou através de um acelerador) para gerar radicais livres
  • Propagação: Os radicais abrem as ligações duplas de vinilo (–CH=CH₂) no éster vinílico, iniciando o crescimento da cadeia
  • Reticulação: As cadeias em crescimento reticulam-se com o estireno (o diluente reativo), formando uma rede tridimensional
  • Conclusão da cura: O tempo de gelificação, o tempo de cura e a temperatura máxima exotérmica determinam as propriedades finais

O acelerador (normalmente naftenato de cobalto ou octoato de cobalto) decompõe o MEKP à temperatura ambiente, permitindo a cura sem calor externo. Para sistemas BPO, é utilizado um acelerador de amina terciária (DMA — N,N-dimetilanilina).

Recomendações de produtos

Produto Nome químico N.º CAS O% ativo Ideal para
Peroxido de MEKP Peróxido de metil-etil-cetona 1338-23-4 9,0 Cura à temperatura ambiente de éster de vinilo, infusão por lâmina
Perodox BPO Peróxido de benzoílo 94-36-0 6,61 Prepreg, cura a temperatura elevada
Perodox CHP Hidroperóxido de cumeno 80-15-9 10,5 Tempo de gelificação controlado, secções espessas
Perodox 101 2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperoxi)hexano 78-63-7 11,0 Pós-cura a alta temperatura, fibra de carbono
Perodox TBPB Peroxibenzoato de terc-butilo 614-45-9 8,81 Laminado espesso, exotermia controlada

Comparação: Cura com MEKP vs. BPO para pás de éster de vinilo

Parâmetro MEKP + cobalto (cura à temperatura ambiente) BPO + DMA (cura à temperatura ambiente/temperatura elevada)
Temperatura de cura 15-35 °C (temperatura ambiente) 20-80 °C
Tempo de gelificação (25 °C) 15-45 min (ajustável) 10-30 min
Pico exotérmico 120-150 °C 140-180 °C
Limite de espessura do laminado Até 25 mm por camada Até 40 mm por camada
Adesão superficial Pode permanecer pegajosa (inibição pelo ar) Melhor cura superficial
Cor Ligeiramente amarelada (cobalto) Pode ser branco/transparente
Custo Mais baixo Moderado
Utilização típica Infusão, laminação manual Preimpregnado, SMC/BMC

Estudo de caso: Redução do tempo de ciclo na produção de estruturas de pás de 80 m

Um fabricante de pás eólicas estava a produzir pás de 80 metros utilizando éster de vinilo curado com MEKP, com um tempo de ciclo total de 24 horas por carcaça de pá (incluindo a desmoldagem). O tempo de gelificação era de 35 minutos, mas a cura completa exigia 16 horas antes da desmoldagem, limitando a capacidade de produção a 2 pás/dia por molde.

Solução: A Do Sender Chem desenvolveu um sistema de peróxido duplo que combina o Perodox MEKP (primário, 1,2 phr) com o Perodox TBPB (secundário, 0,4 phr) e um acelerador de octoato de cobalto (0,3 phr). O MEKP proporcionou a gelificação inicial aos 25 minutos, enquanto o TBPB prolongou a exotermia de cura, alcançando a resistência total em estado verde em 8 horas.

Resultados:

  • Tempo de gelificação: 25 minutos (em vez de 35 min)
  • Tempo de desmoldagem: 8 horas (em vez de 16 horas) — redução de 50%
  • Dureza Barcol no desmoldagem: 45 (de 28)
  • Tempo de ciclo: 14 horas por concha (de 24 horas)
  • Capacidade de produção: 3,5 pás/dia por molde (em vez de 2)
  • Sem alteração nas propriedades de fadiga (validadas por ensaios segundo a norma IEC 61400-23)

Otimização do processo para pás de grandes dimensões

Para pás de turbinas eólicas com mais de 80 m: (1) utilizar infusão de resina assistida a vácuo (VARI) para uma humedecimento consistente das fibras e baixo teor de vazios (<1%); (2) selecionar MEKP com baixo teor de H₂O₂ (<0,5 %) para evitar a formação de bolhas; (3) adicionar 0,1-0,3 phr de 2,4-pentanodiona como retardador do tempo de gelificação para janelas de infusão de grandes dimensões; (4) implementar uma pós-cura em etapas: 40 °C/2 h → 60 °C/2 h → 80 °C/4 h para minimizar a tensão residual; (5) monitorizar o pico exotérmico — manter abaixo dos 170 °C para o éster de vinilo, a fim de evitar microfissuras. A nossa equipa de materiais compósitos oferece otimização de processos no local e personalização de sistemas de peróxido.

Explore o nosso portfólio de produtos

Descubra peróxidos orgânicos de elevada pureza, iniciadores azoicos e intermediários químicos de alta pureza para as suas aplicações industriais.