Avaliação de parâmetros mais adequados à obtenção de compósitos termoplásticos via moldagem por compressão a quente

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Castilho, André Luiz Guimarães de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Poliamidas; Termoplásticos; Polímeros; Materiais compostos; Poliamida 6; Fibra de carbono; Indústria automotiva; Cinética de cristalização; Caracterização térmica; Caracterização mecânica; Polyamide 6; Carbon fiber; Automotive industry; Crystallinity kinetics; Thermal characterization; Mechanical characterization
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/255599

Nos últimos anos têm sido observado um desenvolvimento progressivo em aplicações leves e sustentáveis na indústria automotiva. Neste contexto, os polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP – do inglês Carbon Fiber Reinforced Polymer) têm atraído a atenção desta indústria principalmente devido às suas propriedades como resistência mecânica superior aos metais, rigidez e leveza, oferecendo uma redução significativa no peso final do veículo e, consequentemente, reduzindo a emissão de CO2 e ocasionando a redução do consumo de combustível. O presente trabalho visa avaliar a influência dos parâmetros de reprocessamento na cristalização e nas propriedades mecânicas de um CFRP fabricado a partir de um semipreg comercial constituído de matriz de poliamida 6 reforçada com tecido de fibra de carbono do tipo twill, 2x2. A partir da caracterização térmica do semipreg (calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA)), foi possível definir ciclos de processamento e com diferentes taxas de resfriamento para gerar uma provável variação na cristalização do compósito final. Além disso, com base nos resultados obtidos a partir da caracterização térmica, foi conduzido um estudo da cinética de cristalização do semipreg por meio do método isotérmico e não isotérmico. Após o estabelecimento do ciclo de processamento, lâminas de semipreg foram empilhadas na espessura desejada e processadas via técnica de moldagem por compressão a quente. Os compósitos obtidos foram qualificados por inspeção via ultrassom tipo C-scan, e por digestão ácida. Os compósitos também foram avaliados por ensaios mecânicos como: análises dinâmico-mecânica (DMA); resistências ao cisalhamento interlaminar (ILSS), à tração e à excitação por impulso. Os resultados mostram que foi possível realizar o estudo da cinética de cristalização no modo dinâmico, porém o modelo de Avrami não foi adequado para o estudo da cinética no modo isotérmico. Os compósitos reprocessados apresentaram um aumento de 12% na resistência à tração; de 12% no ILSS e de 17% no módulo de elasticidade obtido por excitação por impulso. Tal fato está associado a um possível aumento da cristalinidade da matriz de PA6 no reprocessamento, e consequente, aumento da rigidez do compósito.