Estudo do desempenho térmico e mecânico de adesivo epóxi modificado com nanotubos de carbono e grafeno - Silva, Ramon Luiz Rodrigues Macário da (2018)
Nos últimos anos, soluções para reparo e colagem de superfícies metálicas através da utilização de adesivo epóxi, vêm sendo cada vez mais desenvolvidas e empregadas na indústria. Aplicações bem-sucedidas são vistas, particularmente, na indústria offshore, onde o polímero termofixo é utilizado no reparo de tubulações com perda de espessura ou furo transpassante, de cascos de embarcações e de outras estruturas metálicas em plataformas de petróleo. O material, em conjunto com fibras de reforço tem substituído a solda metálica tradicional em situações nas quais esta é inviável. No entanto, condições de operação, como pressão e temperatura, cada vez mais severas exigem o desenvolvimento de adesivos epóxi mais resistentes. Este trabalho tem como objetivo o estudo de propriedades mecânicas e térmicas de adesivo epóxi comercial, aditivado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e grafeno, bem como a avaliação da adesão e aderência através da resistência mecânica de juntas de cisalhamento coladas em substrato de aço. Para isso, foram produzidos compósitos de adesivo epóxi/nanotubos de carbono com 0,1% e 0,5% em peso de nanotubos de carbono, além de compósitos adesivos epóxi/grafeno com 0,1%, 0,5% em peso de grafeno. Cada concentração foi caracterizada mecanicamente através de ensaios de tração, flexão em três pontos e compressão uniaxial de acordo com normas ASTM para cada ensaio. A temperatura de transição vítrea do adesivo e outras propriedades térmicas foram avaliadas por Análise Dinâmico-Mecânica (DMA). Os resultados de ensaios mecânicos demonstraram melhorias de até 20% no módulo de elasticidade e 15 % na resistência à ruptura para as aditivações com nanotubos de carbono. Ganhos nas propriedades de aderência também foram observados, principalmente para a concentração com 0,5 % de MWCNT. A eficiência do processo de mistura da resina epóxi/nanocarga foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura, onde analisou-se a distribuição e dispersão das nanocargas na matriz epóxi.