INFLUENCIA DA ADIÇÃO DE NANOCARGAS
MONTMORILONITA EM NANOCOMPÓSITOS
POLIÉSTER/ FIBRA DE VIDRO.
Emanoel Henrique Portella, Daiane Romanzini, Sandro Campos Amico,
Ademir José Zattera
INTRODUÇÃO
A utilização de materiais em escala nanométrica é uma promissora
.alternativa para reduzir o custo de compósitos convencionais e
atingir aplicações de desempenho mecânico mais elevado [1].
Para que isso seja possível uma dispersão adequada das cargas
em escala nanométrica deve ser garantida assim como as
relações volumétricas entre a matriz e os reforços [2,3].
Diversas empresas na região de Caxias do Sul utilizam resina
poliéster reforçadas por fibras de vidro no setor automobilístico
tornando ainda mais interessante a utilização de nanocargas que
podem diminuir o custo e a contração térmica e ainda aumentar as
propriedades mecânicas [3,4].
OBJETIVOS
Avaliar a influência das argilas Closite 15A, 30B e argila sódica
nas propriedades mecânicas de flexão e impacto de compósitos
de resina poliéster reforçada por fibras de vidro.
MATERIAIS
•
Mantas de fibra de vidro com gramatura de 300g/m² (Owens Corning);
•
Argilas closite 15A, 30B e argila sódica (Na+) (Southern Clay Products
•
Resina poliéster ortoftálica insaturada UCFLEX UC 5530 (Elekeiroz S.A.);
•
Peróxido de metil etil cetona 35% de di-isobutil ftlato - Butanox LPT (Akzo Nobel);
•
Di(metil)anilina – DMA (Rudnik).
PROBIC 2012 - 2013
Comparando-se os picos exotérmicos
presentes nas curvas referentes à
resina não curada com as três curvas
após a cura, conclui-se que os
processos de cura e pós cura foi
efetivo para todas as amostras [5].
(DELAHAYE et al., 1998; BUREAU et al.,
2001).
Figura 3 – Análise de DSC das amostras de resina poliéster antes do
processo de cura com as argilas Closite 15A, Argila sódica Na e Closite
30B e as mesmas após o processo de cura CNa, C30B e C15A.
C30B  melhores resultados de
resistência a flexão (aumento  27%
em relação à resina pura (RPCP)),
devido ao aumento da resistência a
propagação
de
trincas,
este
potencializado pela boa disperssão da
argila closite 30B [7].
CNa  Não dispersada de forma
eficiente durante o processamento,
justificando sua baixa resistência à
flexão em relação à RPCP.
C15A  Baixo valor de resistência à
flexão devido ao aumento de sua
viscosidade durante a sonificação
gerando pouca molhabilidade nas
fibras de vidro e acúmulo de tensões.
Figura 4 – Resistência a flexão dos compósitos
reforçados por fibra de vidro (RPCP) e dos
nanocompósitos reforçados por fibras de vidro e argilas
closite 15A, 30B e argila sódica Na.
Como pode ser observado na figura
5, não houve melhora significativa na
resistência ao impacto para os
nanocompósitos 30B e 15A quando
comparados ao compósito RPCP.
O compósito Na apresentou a maior
resistência ao impacto entre os
compósitos, isto pode estar atribuído
a possíveis aglomerados gerados
pela baixa dispersão que auxiliaram
na dissipação de energia, evitando
assim uma fratura frágil.
Figura 1 – Estrutura do modificador orgânico das argilas Closite sódica (a) 15A (b) e Closite 30B (c).
MÉTODOS
Figura 5 – Resiliencia dos compósitos reforçados por
fibra de vidro (RPCP) e dos nanocompósitos reforçados
por fibras de vidro e argilas closite 15A, 30B e argila
sódica Na.
A quantidade de reforço utilizado foi 3% em peso de montmorilonita e 4 mantas de
fibra de vidro, a quantidade de reforço foi mantida constante para todos os
compósitos.
RESULTADOS
CONCLUSÃO
A utilização das argilas 15A e Na+ não se mostraram satisfatórias para
reforçar compósitos de resina poliéster e fibra de vidro em relação as
propriedades de resistência a flexão, porem quando se necessita maior
resistência ao impacto a argila sódica demonstrou bons resultados.
A utilização da Cloisite 30B apresentou aumento de  27% nas
propriedades de resistência a flexão quando comparada ao compósito
tradicional, e se manteve constante em relação a resistência ao
impacto. Portanto, indica-se a utilização da argila Cloisite 30B para
utilização em compósitos poliéster/fibra de vidro, pois demonstrou bons
resultados juntamente com uma boa dispersão por toda amostra.
REFERÊNCIAS
Figura 2 – Análises de difração de raio X (DRX) das argilas: argila sódica Na (a), closite 15A (b), closite
30B (c) e de seus respectivos compósitos.
 Deslocamento para esquerda nos picos de reflexão dos nanocompósitos é
devido à impregnação da resina poliéster entre as lamelas da argila indicando
um aumentando no espaçamento basal das mesmas. Porém, pra o compósito
Cna, o aumento não foi tão considerável, resultado esperado uma vez que esta
amostra não tem modificadores orgânicos [5].
 O ângulo medido na difração dos compósitos C15A e C30B indica que estas
tem aproximadamente o mesmo espaçamento basal, mostrando que o
processamento utilizado foi mais eficaz na dispersão da argila closite 30B que
tinha inicialmente menor espaçamento basal que a argila 15A [5].
[1] HANG, T. T. X. et al., Surface & Coatings Technology 2007.
[2] DE ALMEIDA, A.S. Dissertação de Mestrado 2010.
[3] Esteves, Ana C. Et al., Quimica Nova 2004.
[4] Nguyen, Q. T. Et al., Advances in Polymer Technology 2006.
[5] Gomes, C. F., Fundação Calouste Gulbenkian 1988
[6] DELAHAYE et al., 1998; BUREAU et al., 2001.
[7] Hossain M. K. eEt al., Composites: Part A 2011.
AGRADECIMENTOS