Obtenção e caracterização de compósitos de epóxi/microfibras elastoméricas/fibras de carbono para aplicações aeronáuticas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Oliveira, Juliana Bovi de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Compósitos termorrígidos; Moldagem por compressão a quente; Eletrofiação; Poli(butadieno); Materiais compostos; Resinas epóxi; Fibras de carbono; Thermosetting composites; Hot compression molding; Electrospinning; Polybutadiene
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192431

Esta pesquisa visa o processamento de compósitos termorrígidos laminados multifuncionais, via moldagem por compressão a quente, constituídos por fibras de carbono, resina epóxi e mantas de poli(butadieno) (BR) produzidas via processo de eletrofiação. Estas mantas têm como função proporcionar maior tenacidade ao compósito obtido, aumentando sua tolerância ao dano e consequentemente, elevando sua aplicabilidade no setor aeroespacial. Para o desenvolvimento deste trabalho de pesquisa, primeiramente, foram produzidas mantas de poli(butadieno) por eletrofiação. Todas as condições de processamento foram avaliadas nesta etapa do projeto. Posteriormente, estas mantas foram utilizadas para a obtenção de diferentes compósitos com resina epóxi e fibra de carbono, utilizando-se oito distintas configurações, processados via moldagem por compressão a quente. A qualidade dos compósitos fabricados foi avaliada a partir de ensaios de digestão ácida, microscopia, análise dinâmico mecânica (DMA) e inspeção acústica por ultrassom. Com o intuito de se avaliar eventuais ganhos na tenacidade à fratura dos laminados, foram realizados ensaios de excitação por impulso e resistência ao impacto, o qual foi seguido pela técnica de ultrassom. Também foram realizados ensaios de End-Notched Flexure (ENF) pelo modo II de fratura (modo de deslizamento) e ensaios de cisalhamento interlaminar (ILSS) e após os respectivos ensaios, os compósitos também foram avaliados por microscopia. A partir da técnica de eletrofiação, foi possível fabricar microfibras de poli(butadieno) com sucesso e processar, com as mesmas, compósitos laminados constituídos de fibras de carbono e resina epóxi. As micrografias mostraram o bom padrão de qualidade obtido, devido a compactação das camadas nos compósitos. Nas análises por DMA e pelo método de excitação por impulso, verificou-se que os compósitos que continham mantas de BR apresentaram aumento em sua rigidez. O ensaio de impacto, realizado nos laminados com diferentes configurações, demonstrou que os materiais não apresentaram ganhos significativos nos valores de absorção de energia, porém, foram observados ganhos na análise da fratura por impacto dos compósito que continham as mantas de poli(butadieno), ou seja, a presença das mantas propiciou melhor integridade dos laminados em questão. Entretanto, os resultados de GIIc evidenciaram perdas quanto a tenacidade com a adição das mantas, indicando que trabalhos futuros ainda devem ser realizados com o intuito de avaliar uma forma de adicionar esta manta de forma a promover ganhos nesta propriedade mecânica.