Líquidos iônicos imidazólicos como tenacificantes da resina epoxídica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Fonseca, Eduardo
• Orientador(a): Amico, Sandro Campos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Resina epóxi; Líquidos iônicos; Fratura (Engenharia)
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/218240

A resina epoxídica é conhecida por possuir ótimas propriedades mecânicas e boa processabilidade devido à viscosidade moderada do seu pré polímero. Entretanto, esta resina possui baixa tenacidade à fratura, exibindo comportamento frágil. Ao longo dos anos, alguns aditivos foram identificados como agentes tenacificantes para a resina epoxídica, como borrachas e termoplásticos particulados, nanotubos de carbono e nanoargilas. Estes aditivos melhoram as propriedades de impacto, mas em geral ocasionam dificuldades no processamento de compósitos poliméricos devido ao aumento da viscosidade da resina e à dispersão não-homogênea dos particulados sólidos utilizados. Ainda, nos processos de moldagem líquida, o aditivo sólido pode ser segregado durante o processo de infiltração da pré-forma fibrosa. Desta forma, este trabalho investigou líquidos iônicos imidazólicos como aditivos tenacificantes para um sistema de resina epoxídica do tipo diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA) com um agente de cura alifático tradicional, a trietilenotetramina (TETA), para o aumento da tenacidade à fratura sem prejuízo significativo para outras propriedades mecânicas. Foram analisados líquidos iônicos imidazólicos de cátions com radicais N-alquila de diferentes tamanhos de cadeia e de radical contendo carboxilas, assim como ânions cloreto, brometo, metanossulfonato e bis(trifluorometilsulfonil)imida. Os resultados indicam que os líquidos iônicos podem ser utilizados como aditivos para o controle da densidade de ligações cruzadas da resina epoxídica e assim promover ganhos de tenacidade. Um aumento de 25% no fator de intensidade de tensão (KIC), de 1,10 para 1,38 MPa.m-1/2 e de 38% na taxa crítica de liberação de energia de deformação (GIC), de 0,532 para 0,732 kJ/m2, em relação à resina pura foi obtido para a adição de 1,0 phr de cloreto de 1-n-butil-3-metilimidazólio - C4MImCl, indicando que os líquidos iônicos imidazólicos de cadeia N-alquila curta e ânion cloreto podem ser utilizados como tenacificantes, sem causar perdas consideráveis em outras propriedades mecânicas avaliadas, como módulo e resistência à tração e flexão. As propriedades termomecânicas da epóxi foram investigadas pela análise das propriedades viscoelásticas e do comportamento em fluência pelo stepped isostress method (SSM), e notou-se que a adição de até 1,0 phr de líquidos iônicos não oferece efeitos prejudiciais para o material em cargas aplicadas em tempos longos.