Efeitos do envelhecimento ambiental acelerado em compósitos poliméricos

The advantages of the use of vegetable fibers on the synthetic fibers, such as glass fibers, in the reinforcements in composites are: low cost, low density, good tenacity, good thermal properties and reduced use of instruments for their treatment or processing. However, problems related to poor performance of some mechanical natural fibers, have hindered its direct use in structural elements. In this sense, the emergence of alternative materials such as hybrids composites, involving natural and synthetic fibers, has been encouraged by seeking to improve the performance of structural composites based only on natural fibers. The differences between the physical, chemical and mechanical properties of these fibers, especially facing the adverse environmental conditions such as the presence of moisture and ultraviolet radiation, is also becoming a concern in the final response of these composites. This piece of research presents a comparative study of the strength and stiffness between two composite, both of ortoftalic polyester matrix, one reinforced with fibers of glass-E (CV) and other hybrid reinforced with natural fibers of curauá and fiberglass-E (CH). All the comparative study is based on the influence of exposure to UV rays and steam heated water in composites, simulating the aging environment. The conditions for the tests are accelerated through the use of the aging chamber. The composites will be evaluated through tests of uniaxial static mechanical traction and bending on three points. The composite of glass fiber and hybrid manufacturing industry are using the rolling manual (hand lay-up) and have been developed in the form of composites. All were designed to meet possible structural applications such as tanks and pipes. The reinforcements used in composites were in the forms of short fiber glass-E quilts (450g/m2 - 5cm) of continuous wires and fuses (whose title was of 0.9 dtex) for the curauá fibers. The results clearly show the influence of aging on the environmental mechanical performance of the composite CV and CH. The issues concerning the final characteristics of the fracture for all types of cargoes studied were also analyzed

As vantagens do uso de fibras vegetais sobre as fibras sintéticas, como as fibras de vidro, no reforço de compósitos são: baixo custo, baixa densidade, boa tenacidade, boas propriedades térmicas e uso reduzido de instrumentos para o seu tratamento ou processamento. Porém, problemas relacionados com o baixo desempenho mecânico de algumas fibras vegetais, têm dificultado seu uso direto em elementos estruturais. Neste sentido, o aparecimento de materiais alternativos, como os compósitos híbridos, envolvendo fibras sintéticas e naturais, vem sendo incentivado buscando-se melhorar o desempenho estrutural dos compósitos a base só de fibras vegetais. As diferenças entre as propriedades físicas, químicas e mecânicas dessas fibras, principalmente frente às condições ambientais adversas, como a presença de umidade e radiação ultravioleta, vem se tornando uma preocupação a mais na resposta final desses compósitos. No presente trabalho de investigação apresenta-se um estudo comparativo da resistência e rigidez entre dois compósitos, ambos de matriz poliéster ortoftálica, sendo um reforçado com fibras de vidro-E (CV) e o outro híbrido reforçado com fibras vegetais de curauá e fibra de vidro-E (CH). Todo o estudo comparativo teve como base a influência da exposição à raios UV e vapor d água aquecido nos compósitos, simulando o envelhecimento ambiental. As condições de ensaios são aceleradas através do uso da câmara de envelhecimento. Os compósitos serão avaliados através de ensaios mecânicos estáticos de tração uniaxial e flexão em três pontos. Os compósitos de fibra de vidro e híbridos são de fabricação industrial utilizando o processo de laminação manual (hand lay-up) e foram desenvolvidos na forma de compósitos. Todos foram projetados para atender possíveis aplicações estruturais, como reservatórios e tubulações. Os reforços utilizados nos compósitos foram na formas de mantas de fibras vidro-E curtas (450g/m2 5cm) e mechas de fios contínuos (cujo título foi de 0,9 dtex) para as fibras de curauá. Os resultados obtidos mostram claramente a influência do envelhecimento ambiental no desempenho mecânico dos compósitos CV e CH. Também foram analisados aspectos referentes às características finais da fratura para todos os tipos de carregamentos estudados