Caracterização mecânica e dinâmico-mecânica de compósitos híbridos vidro/sisal moldados por RTM

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de compósitos poliméricos híbridos vidro/sisal através de ensaios físico (densidade), mecânicos (tração, flexão e impacto) e temo dinâmico-mecânico (DMTA). Um molde de transferência de resina (RTM) foi fabricado para a moldagem dos compósitos. Compósitos híbridos com diferentes frações volumétricas de reforço e diferentes razões entre o volume de fibra de vidro e de sisal foram estudados. Também foram analisados diferentes tamanhos de fibra. A densidade dos compósitos fabricados foi comparada com a predição teórica, mostrando estar de acordo com a regra das misturas. Os resultados obtidos nos ensaios de flexão e impacto demonstraram que as propriedades avaliadas, de uma maneira geral, foram sempre maiores com maior teor total de reforço, enquanto que no ensaio de tração não houve variação significativa nas propriedades avaliadas. Pela análise termo dinâmico-mecânica observou-se um aumento tanto nos módulos de armazenamento como no de perda, assim como um deslocamento para maiores temperaturas da região de transição vítrea com maiores teores de fibra de vidro e com maior volume de fibra nos compósitos. Também houve aumento na efetividade do reforço e na energia de ativação calculada. O tamanho da fibra não modificou significativamente o comportamento observado nas análises. O fator de adesão calculado dos compósitos aumentou com a adição da fibra de vidro, o que significa que a equação utilizada não se aplica para este sistema e que outros fatores, além da adesão contribuem para a dissipação de energia dos compósitos.

The present work aims to evaluate the performance of glass/sisal hybrid composites by physical (density), mechanical (tensile, flexural and impact) and dynamical-mechanical thermal analysis (DMTA). A resin transfer molding (RTM) mold was built for the production of the composites. Hybrid composites with different fiber loadings and different overall volume fractions between glass and sisal were studied. The effect of the fiber length has also been investigated. The densities of the composites were compared with the theoretical values, showing agreement with the rule of mixtures. The results obtained in the flexural and impact analysis revealed that, in general, the properties were always higher for higher overall reinforcement content, while for the tensile properties the results revealed no clear trend in the properties evaluated. By DMTA, an increase in storage and loss modulus was found, as well as a shift to higher values for higher glass loading and overall fiber volume. It was also noticed an increase in the efficiency of the filler and in the calculated activation energy. The fiber length did not significantly change the results observed in all analysis carried out in this work. The calculated adhesion factor increased for higher glass loadings, meaning that the equation may not be applied for this system and there are other factors, besides adhesion influencing energy dissipation of the composites.