Influência das variáveis de processo nas propriedades de barras sólidas pultrudadas

Abstract

Pultrusão é um de vários processos de fabricação de compósitos poliméricos. Seu princípio de funcionamento envolve a utilização de um conjunto de fibras de reforço, impregnadas previamente por uma resina polimérica termorrígida, que percorre o interior de uma matriz aquecida a fim curar a resina e dar o formato a um perfil sólido. Muitas variáveis de processo, tais como a temperatura das zonas de aquecimento sobre a matriz, a velocidade de tracionamento, a impregnação das fibras, a viscosidade da resina, entre outras, afetam a eficiência do processo assim como a qualidade e o desempenho dos compósitos. Neste estudo, foi investigada a influência do teor de fibra de vidro, do teor de carbonato de cálcio e da temperatura do reservatório de resina nas propriedades mecânicas, como a resistência à tração, o módulo de elasticidade, o alongamento até a ruptura e a dureza de barras sólidas circulares que foram fabricadas utilizando uma resina poliéster insaturada e um único peróxido orgânico. Foi constatado que o processo de pultrusão pode ser realizado utilizando um único iniciador de reação. Além disto, os resultados mostraram que a temperatura do reservatório de resina, o teor de carbonato de cálcio e o teor de fibra de vidro influenciaram de forma significativa nas propriedades das barras pultrudadas. Por fim, este estudo mostrou que é possível melhorar as características destes compósitos e, desta forma, desenvolver materiais que apresentem melhor qualidade e desempenho.

Pultrusion is one of several manufacturing processes of polymer composites. Its operating principle involves the use of a set of reinforcing fibers pre-impregnated with a thermoset resin which run through the interior of a heated die in order to cure the resin and to form a solid profile. Many processing variables such as die temperature, pulling speed, fiber impregnation, resin viscosity, among others, affect the process efficiency as well as the quality and performance of the pultruded composites. In this research, the influence of the glass fiber content, calcium carbonate content and the temperature of the resin bath on the mechanical properties, such as tensile strength, elastic modulus, elongation at break and superficial hardness of solid rods made with an unsaturated polyester resin and a single organic peroxide were investigated. It was observed that pultrusion process can be carried out using a single reaction initiator. In addition, the results showed that the temperature of the resin bath, the calcium carbonate and the glass fiber content have influenced significantly in the properties of the solid rods. Finally, this study showed that it is possible to improve the characteristics of such composites and, therefore, to develop materials that have good quality and performance.