Desenvolvimento de rota e formulação de resina epóxi DGEBA com acelerador ureia e aditivos para uso em towpreg

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Klein, Tainá
• Orientador(a): Amico, Sandro Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Resina epóxi; Compósitos
• Palavras-chave em Inglês: Epoxy; Urea accelerator; Dicyanodiamide; Additives; Formulation; Towpreg
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/283467

Feixes de fibras de carbono pré-impregnadas com resinas poliméricas de alto desempenho térmico e mecânico, denominadas towpreg, representam uma etapa intermediária no processamento de materiais compósitos, que evita desperdícios e simplifica etapas posteriores. Para o armazenamento e uso eficaz dos towpregs, é essencial compreender as propriedades térmicas, mecânicas e reológicas da resina utilizada, as quais variam conforme a composição. As resinas epóxi, em particular, são amplamente utilizadas devido às suas excelentes propriedades térmicas e mecânicas. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma rota e formulação de resina epóxi contendo acelerador do tipo ureia e aditivos, para uso em towpreg. Inicialmente, avaliou-se a influência da incorporação de diferentes teores de endurecedor dicianodiamida e acelerador do tipo ureia em uma resina epóxi DGEBA, por meio de análises térmicas (DSC, DMA, TGA), mecânicas (ensaio de tração e com Sonelastic) e reológicas (tixotropia). A formulação foi aditivada com nanosílica e nanotubos de carbono (NTC) em diferentes teores, incluindo um híbrido. Amostras contendo aditivos também foram caracterizadas por análises de flamabilidade (UL 94). Os resultados indicaram que o aumento na proporção de ureia eleva o módulo de armazenamento (de 2145 para 2490 MPa) e elasticidade (de 1,99 para 2,39 GPa), enquanto diminui a Tg (de 145 para 121 °C). Uma formulação foi escolhida a partir de um balanço ideal de propriedades e resistência à tração, e um estudo detalhado da cura da resina revelou a necessidade de um tempo de pós-cura maior. Finalmente, a proporção ótima de aditivos foi estabelecida, mantendo as propriedades térmicas e mecânicas desejadas e conferindo tixotropia à resina, diminuindo a velocidade de queima e aumentando a resistência térmica. Portanto, obteve-se uma formulação de resina epóxi que pode ser utilizada para testes em escala piloto de produção de towpregs.