PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
PhD Thesis 2017

Estudo dos comportamentos térmico e mecânico de laminados produzidos com retalhos de pré-impregnado de carbono/epóxi

Author

Christiane Sales Reis de Souza

Advisor

  • Advisor Mirabel Cerqueira Rezende

Concentration Area

Materiais, Manufatura e Automação

Defense Date

18/10/2017

Thesis Number

73739

Abstract

Nos dias atuais, com o forte apelo da sustentabilidade, a indústria busca atender as exigências dos órgãos regulamentadores e desenvolver meios de reaproveitar o descarte dos processos produtivos. Visando contribuir com a sustentabilidade no processo de fabricação de peças em compósitos dentro da indústria aeronáutica, este estudo aborda o reúso de retalhos oriundos do processo de corte de pré-impregnados de tecido de carbono/resina epóxi, de cura a 120 ºC, para a obtenção de compósitos com fibras descontínuas para outras aplicações. Os laminados de compósitos com retalhos foram avaliados por meio de ensaios de resistências à tração, compressão, cisalhamento interlaminar e flexão, com e sem condicionamento higrotérmico, além de análises térmicas (dinâmico-mecânicas e termogravimétricas). Os laminados foram produzidos com retalhos de tamanhos variados, posicionados de forma aleatória e sem orientação e foram curados a 180 ºC, visando flexibilizar a sua utilização. Os resultados das análises térmicas mostram que a cura a 180 ºC não promoveu a degradação dos laminados descontínuos obtidos, considerando que a matriz de resina epóxi é especificada para ser curada a 120 ºC, mas favoreceu o aumento da temperatura de transição vítrea. A comparação das propriedades mecânicas dos laminados com retalhos com laminados com fibras contínuas do mesmo material mostra quedas de 13% para tração, 23% para compressão e 56% para flexão. Os ensaios de resistência ao cisalhamento interlaminar evidenciam o efeito da densificação de ligações cruzadas com a cura a 180 ºC, com o não esperado aumento desta propriedade em 34%. Essa tendência de aumento é também observada nos corpos de prova expostos ao condicionamento higrotérmico (85 °C e 90% de umidade - ETW). A comparação das propriedades de tração e compressão dos laminados na condição ETW, com dados de literatura, mostra um decréscimo mais acentuado, de ~39%. Os resultados coletados neste estudo mostram o potencial uso dos laminados de retalhos em aplicações secundárias, como ferramentais de cura até 180 ºC

Keywords

Materiais compósitos Fibras de carbono Agentes de cura (materiais) Comportamento mecânico Laminados Desenvolvimento sustentável Resistência à tração Cisalhamento Engenharia de materiais