Compósitos poliméricos a base de fibras de licuri: efeitos da hibridização e do envelhecimento ambiental acelerado

The gradual replacement of conventional materials by the ones called composite materials is becoming a concern about the response of these composites against adverse environmental conditions, such as ultraviolet radiation, high temperature and moist. Also the search for new composite using natural fibers or a blend of it with synthetic fibers as reinforcement has been studied. In this sense, this research begins with a thorough study of microstructural characterization of licuri fiber, as a proposal of alternative reinforcement to polymeric composites. Thus, a study about the development of two composite laminates was done. The first one, involving only the fiber of licuri and the second comprising a hybrid composite based of fiber glass E and the fiber of licuri, in order to know the performance of the fiber when of fiber across the hybridization process. The laminates were made in the form of plates using the tereftálica ortho-polyester resin as matrix. The composite laminate made only by licuri fiber had two reinforcing fabric layers of unidirectional licuri and the hybrid composite had two reinforcing layers of unidirectional licuri fabric and three layers of fiber short glass-E mat. Finally, both laminates was exposed to aging acceleration in order to study the influence of environmental degradation involving the mechanical properties and fracture characteristics thereof. Regarding the mechanical properties of composites, these were determined through uniaxial tensile tests, uniaxial compression and three bending points for both laminates in original state, and uniaxial tensile tests and three bending points after accelerated aging. As regards the study of structural degradation due to aging of the laminates, it was carried out based on microscopic analysis and microstructure, as well as measuring weight loss. The characteristics of the fracture was performed by macroscopic and microscopic (optical and SEM) analysis. In general, the laminated composites based on fiber licuri showed some advantages in their responses to environmental aging. These advantages are observed in the behavior related to stiffness as well as the microstructural degradation and photo-oxidation processes. However, the structural integrity of this laminate was more affected in case the action of uniaxial tensile loads, where it was noted a lower rate of withholding his last resistance property

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

A substituição gradativa dos materiais ditos convencionais por materiais compósitos vem se tornando uma preocupação quanto à resposta destes frente a condições ambientais adversas, tais como, a presença de radiação ultravioleta, alta temperatura e umidade. Também a busca de novos compósitos que utilizem fibras naturais ou uma mistura de fibras naturais com fibras sintéticas como reforço tem sido objeto de estudo. Neste sentido, o presente trabalho de pesquisa inicia com um completo estudo de caracterização microestrutural da fibra de licuri, essa como proposta alternativa de reforço aos compósitos poliméricos. Em seguida, foi realizado um estudo do desenvolvimento de dois laminados compósitos, um somente a base de fibra de licuri e um laminado híbrido a base de fibra de licuri e fibra de vidro-E, de modo a conhecer o comportamento da fibra de licuri frente ao processo de hibridização. Os laminados foram confeccionados em forma de placas utilizando a resina poliéster orto-tereftálica como matriz. O laminado compósito só de fibras de licuri teve como reforço duas lâminas de tecido unidirecional e o laminado híbrido teve como reforço duas lâminas desse mesmo tecido unidirecional e três lâminas de manta de fibras curtas de vidro-E. Por fim, os dois laminados compósitos foram submetidos ao processo de envelhecimento ambiental acelerado para o estudo da influência da degradação ambiental nas propriedades mecânicas e características da fratura dos mesmos. Quanto às propriedades mecânicas dos laminados compósitos, estas foram determinadas através dos ensaios de tração uniaxial, compressão uniaxial e flexão em três pontos no estado original, e de tração uniaxial e flexão em três pontos após envelhecimento acelerado. Quanto ao estudo da degradação estrutural dos laminados devido ao envelhecimento, o mesmo foi realizado com base nas análises microscópicas da microestrutura e, bem como, da medição de perda de massa. As características da fratura foram realizadas através de análises macroscópicas e microscópicas (ótica e MEV). De forma geral os laminados compósitos a base de fibras de licuri, apresentaram algumas vantagens em suas respostas frente ao envelhecimento ambiental. Essas vantagens são evidenciadas no comportamento relacionado à rigidez, bem como, aos processos fotoxidação e degradação microestrutural. Entretanto, a integridade estrutural desse laminado foi mais afetada para o caso ação de cargas uniaxiais de tração onde foi verificada uma menor taxa de retenção de sua propriedade de resistência última