Estudo de tensões residuais térmicas e do envelhecimento em água marinha em compósitos epóxi/fibra de vidro

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Antunes, Marcelo Barbieri
• Orientador(a): Amico, Sandro Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Compósitos; Tensão residual; Água do mar
• Palavras-chave em Inglês: Composites; Seawater; Aging; Glass fiber; Epoxy; Residual Stress
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/193414

Os setores industriais frequentemente vislumbram acelerar o processamento dos produtos. Quando o processamento envolve reações químicas e/ou mudanças de estado físico dos materiais, é comum que a temperatura de processo seja um parâmetro visado. De fato, o entendimento dos efeitos destes parâmetros de processo nas propriedades finais do produto e o impacto no seu ciclo de vida é fundamental. Esta dissertação visa estudar os efeitos de variações do ciclo de cura nas propriedades de compósito epóxi DGEBA produzidos pelo processo de enrolamento filamentar (filament winding) utilizando três diferentes ângulos de enrolamento, e também o efeito do envelhecimento em água marinha a 80 °C em tubos curados em diferentes condições. Realizou-se cálculos analíticos para estimativa das propriedades do compósito, imagens em microscópio ótico para verificação e validação dos ângulos de enrolamento das fibras, ensaios em DSC para verificação dos eventos termodinâmicos, além de ensaios de resistência à tração circunferencial (ASTM D2290) e de compressão diametral (ASTM D2412) para determinação das propriedades mecânicas. Os dados obtidos foram comparados e analisados através do método estatístico de t-student para médias pareadas. Concluiu-se que variações no ciclo de cura podem gerar tensões residuais térmicas em um compósito de modo a torná-lo mais resistente ao esforço de tração radial, especialmente em tubos com orientações de fibra onde estas exercem menor influência mecânica na performance global. A exposição dos tubos pela imersão em água salina a 80 °C em um período de 7 dias também gerou um aumento da resistência à tração devido às reticulações secundárias entre moléculas de água e moléculas polares de epóxi. Após este tempo, o efeito de plastificação foi mais predominante, gerando decréscimo desta propriedade. Além disso, análises de DSC mostraram que a exposição à temperatura causou um relaxamento das cadeias poliméricas e consequentemente um equilíbrio das tensões térmicas, apresentando no final do processo e após aquecimento acima da Tg, um aumento da temperatura de transição vítrea.