CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DE COMPÓSITOS POLIMÉRICOS HÍBRIDOS
(BURITI/FIBRA DE VIDRO) MOLDADOS POR TRANSFERÊNCIA DE RESINA
Alessandra Lavoratti, Daiane Romanzini, Ademir J. Zattera
PROCAD III
PROBIC/FAPERGS
INTRODUÇÃO
As fibras naturais são fortes candidatas à aplicação em compósitos, pois
apresentam
propriedades
mecânicas
satisfatórias.
Essas
fibras
possuem
propriedades interessantes, tais como biodegradabilidade, baixo custo, baixa
densidade e baixa toxicidade
(1).
Entretanto, as fibras naturais não conferem ao
material um desempenho mecânico satisfatório. Assim, faz-se a hibridização com
fibras de vidro ou tratamentos superficiais a fim de melhorar a adesão e o
desempenho mecânico dos compósitos, além da redução de peso (1,2).
OBJETIVOS
Figura 3. Resistência à flexão e ao impacto dos compósitos em diferentes teores de reforço
A melhora no desempenho mecânico dos compósitos ao incorporar um maior
O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da hibridização, do comprimento, do
teor de reforço e do tratamento das fibras no desempenho mecânico dos
volume de fibra natural pode ser atribuída a um aumento do volume de zonas de
absorção de energia (4).
compósitos.
MATERIAIS
• Fibra de buriti (Sisalsul Fibras Naturais);
• Fibra de vidro (CPIC Fiberglass do Brasil);
• Resina poliéster ortoftálica insaturada
UCFLEX UC 5530 (Elekeiroz S.A.);
• Peróxido de metil etil cetona 35% de di-isobutil
ftlato - Butanox LPT (Akzo Nobel);
Figura 1. Fibra de buriti
• Di(metil)anilina – DMA (Rudnik).
Figura 4. Resistência à flexão e ao impacto dos compósitos com fibras tratadas
O tratamento das fibras
MÉTODOS
com solução alcalina promove uma mudança na
morfologia da superfície da fibra, removendo sujidades e ceras, e promove uma
separação das fibrilas, o que aumenta o número de sítios de travamento
Lavagem das
fibras
Água destilada à
temperatura ambiente
Secagem
Estufa a 105°C por 1h
Tratamento
das fibras
Tamanhos de 35, 45
e 55 mm
Produção das
mantas
Solução de NaOH
2%, 5% e 10%
mecânico, melhorando a adesão na interface fibra/matriz (5,6).
Corte das
fibras de buriti
Fibras distribuídas
manualmente em um
pré-molde
Corte das
fibras de vidro
Tamanhos de 35, 45
e 55 mm
Prensagem
das mantas
80°C e 5000 kgf por
10 min
Moldagem por
transferência
de resina
(RTM)
Pós-cura
Pós-cura
Cura in situ
120°C por h
80°C por 6h
1 h a 25°C
a
b
c
d
Resina
poliéster
Preparada com 1%
Peróxido LPT e 0,1%
DMA
Figura 5. Micrografias dos compósitos (a) 0:100 (FV:FB) 20% / 45mm (b) NaOH 2% (c) NaOH 5% (d) NaOH
10% (x100)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONCLUSÃO
Foi possível obter compósitos moldados por transferência de resina utilizando fibras
de buriti e de vidro. A hibridização se mostrou favorável na resistência à flexão, e na
resistência ao impacto houve um aumento considerável desta propriedade apenas
com a incorporação de fibra natural à matriz. O aumento do teor de reforço foi
favorável para o desempenho mecânico dos compósitos. O tratamento das fibras
com solução alcalina foi eficaz, porém não em altas concentrações.
REFERÊNCIAS
Figura 2. Resistência à flexão (a) e impacto (b) dos compósitos hibridizados
O aumento do desempenho mecânico ocorre devido à maior compatibilidade da
fibra sintética com a matriz, melhorando a adesão e permitindo uma maior
transferência de tensão da resina para a fibra
(3).
Além disso, a fibra de vidro
apresenta rigidez e resistência à tração superior a das fibras naturais (2).
1. SPINACÉ, M.A.S.;LAMBERT, C.S.; FERMOSELLI, K.K.G.; DE PAOLI, M.A. Carbohydrate Polymers,
v.77, p.47-53, 2009.
2. JAWAID, M,. KHALIL, H.P.S.A. Carbohydrate Polymers, v.86, p.1-18, 2011.
3. SANGTHONG, S.; PONGPRAYOON, T.; YANUMET, N. Composites: Part A, v.40, n.p.687-694, 2009.
4. THOMASON, J.L. Composites: Part A, v.40, p.114-124, 2009.
5. MWAIKAMBO, L.Y.; ANSELL, M.P. Journal of Applied Polymer Science, v. 84, p. 2222-2234, 2002.
6. JOHN, M.J.; FRANCIS, B.; VARUGHESE, K.T.; THOMAS, S. Composites: Part A, v. 39, p. 352-363,
2008.
AGRADECIMENTOS