Caracterização e comparação do desempenho mecânico entre compósitos de polipropileno contendo fibras de vidro longas, e de poliamida 6 contendo fibras de vidro curtas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Moraes, E.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: compósitos poliméricos; PP com fibras longas; PA6 com fibras curtas; fibra de vidro
• Link de acesso: https://doi.org/10.31414/EM.2021.D.131339; https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3223

Atualmente a poliamida reforçada com fibras de vidro curtas (PA SGF) tem sido usada amplamente na indústria automotiva em peças técnicas. Com baixo custo em comparação à poliamida 6 (PA6), o polipropileno reforçado com fibras longas (PP LGF) tornou-se um potencial candidato para substituir peças metálicas. Estes dois compósitos, na forma de grânulos, contendo 30%, 40% e 50% de fibras em massa, foram injetados em corpos de prova, sendo alguns envelhecidos a 140°C por 500 h e 1000 h. Os corpos de prova, envelhecidos e não, foram submetidos a ensaios mecânicos estáticos e dinâmicos, térmicos, químicos e morfológicos. Um comparativo entre propriedades destes compósitos mostrou que com o aumento nos teores de fibras, houve um aumento linear nos módulos elásticos e nas resistências à tração e à flexão de ambos. A tenacidade e a resistência ao impacto também apresentaram aumento, mas não linearmente, enquanto a deformação na ruptura e a resistência à fadiga flexural diminuíram. O PP com 40% de fibras longas (PP 40 LGF) apresentou resistência ao impacto superior, módulo elástico em tração e resistência à flexão similar à da PA6 com 30% de fibras curtas (PA6 30 LGF). O compósito PP 50 LGF apresentou módulo elástico em tração igual ao do PA6 40 SGF, resistência à flexão superior ao compósito PA6 40 SGF e muito próximo à do PA6 50 SGF, e resistência ao impacto superior à do PA6 30 SGF. A estabilidade térmica, grau de cristalinidade e temperatura de fusão se mantiveram praticamente constantes com o aumento no teor de fibras. Após o envelhecimento térmico a 140 ºC por 500 e 1000 horas, ensaios de espectroscopia no infravermelho evidenciaram a degradação termo-oxidativa nas amostras de PP LGF e mesmo com o aumento no grau de cristalinidade apontado pelo DSC, teve redução de algumas propriedades. Para os compósitos PA6 SGF pode ter ocorrido uma transformação de fase ?? mais dúctil, para uma fase ?? menos dúctil e mais resistente, elevando algumas propriedades. O envelhecimento também prejudicou a adesão fibra/matriz, facilitando o arrancamento e o descolamento das fibras, observado por microscopia eletrônica de varredura, diminuindo a resistência e fragilizando ambos os compósitos, especialmente quando foram submetidos à fadiga por flexão. A similaridade entre várias propriedades mostrou que há grande potencial da substituição da PA6 SGF pelo PP LGF, entretanto ensaios adicionais são necessários, preferencialmente em uma peça real.