Compósitos de matriz polimérica com reforço em ligas com memória de forma: uma solução híbrida auto-regenerativa

• Autor(a) principal: Mimoso, Emanuel Silva
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/22248
• topic: Engenharia mecânica; Compósitos poliméricos; Poliuretanos; Efeito de memória de forma

No presente trabalho pretende-se estudar e caraterizar as propriedades de um compósito híbrido de matriz polimérica com reforço em ligas metálicas com memória de forma. Para tal, foi necessária a criação do compósito híbrido para, posteriormente, efetuar ensaios de solicitação mecânica auxiliados com termografia, e ensaios de flexão para avaliar a rigidez do material nas suas diferentes fases (compósito híbrido ativo e não ativo). Inicialmente, procedeu-se a ensaios de solicitação mecânica auxiliados por termografia em diferentes materiais poliméricos a fim de determinar o gradiente térmico gerado quando solicitados mecanicamente. Os resultados obtidos indicam que o poliuretano termoplástico (TPU) é o material polimérico mais adequado para o compósito híbrido. Em seguida, foi realizada a programação do nitinol em forma de mola através de um ciclo térmico. De forma a avaliar a existência de efeito de memória de forma, submeteu-se o nitinol programado a um aquecimento por intermédio de uma câmara climática, por efeito de Joule e a uma análise de calorimetria diferencial de varrimento (DSC). Através destes testes, foi possível comprovar a existência de memória de forma e determinar os intervalos de temperaturas de transição de fase. Uma vez concluída a produção do compósito híbrido - por injeção com recurso a um molde criado para o efeito - procedeu-se a ensaios de solicitação mecânica cíclica sobre os provetes de compósito híbrido. Porém, estes testes não foram conclusivos, uma vez que, devido à rutura dos provetes quando solicitados ciclicamente, não foi possível observar o efeito de memória de forma através da alteração de rigidez do provete. Como alternativa, realizaramse testes de ativação por efeito de Joule e ensaios de flexão. Perante os resultados obtidos pela ativação do compósito híbrido por efeito de Joule conclui-se, que a matriz polimérica restringe o movimento do nitinol quando este é ativado, impedindo que regresse à sua forma pré-programada. Por sua vez, os ensaios de flexão demonstram, na incorporação de nitinol na matriz polimérica, um aumento do módulo de Young. Contudo, quando ativado existe um decréscimo do módulo de Young no compósito híbrido. Este facto deve-se à redução de rigidez da matriz polimérica com o aumento da temperatura necessária para a ativação do nitinol.