Estudo das intempéries nas propriedades mecânicas e viscoelásticas de compósitos PPS/Fibras de carbono e EPOXI/Fibras de carbono de uso aeronaútico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comportamento mecânico de material compósito de matriz poliéster reforçado por sistema híbrido fibras naturais e resíduos da indústria madeireira

Neste trabalho, materiais compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras curtas de sisal, por resíduo de madeira e por sistema híbrido sisal/resíduo de madeira, dispostos aleatoriamente foram produzidos, utilizando-se o menor nível possível de processamento tecnológico nas etapas produtivas, com vistas a se produzir um compósito tecnicamente viável a pequenos produtores. A matriz de poliéster utilizada foi a tereftálica pré-acelerada com naftenato de cobalto e curada a temperatura ambiente com peróxido de metil-etil-cetona (MEK) em diferentes proporções em relação à resina, 0,33%, 1,66%, 3,33% e 5,00% em volume, de forma a se avaliar a influência deste nas propriedades mecânicas. As fibras de sisal foram cortadas manualmente nos comprimentos de 5, 10 e 15mm e utilizadas da maneira como adquiridas, sem tratamento superficial. O resíduo de madeira utilizado foi o pó de lixadeira da madeira maçaranduba. Os compósitos foram fabricados por moldagem manual, sem pressão e a temperatura ambiente. Foram fabricados corpos de prova de matriz pura, compósitos reforçados por sisal, variando-se o comprimento das fibras, compósitos reforçados por pó de maçaranduba e compósitos de reforço híbrido, sisal/pó de madeira, em diferentes proporções entre os constituintes. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e impacto charpy e as superfícies de fratura geradas foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura de modo a se correlacionar os aspectos de fratura com as propriedades mecânicas. Foi determinada a massa específica de cada série de corpos de prova fabricada, bem como a fração volumétrica dos reforços nos compósitos. Os resultados demonstraram que com o aumento do comprimento da fibra de sisal a resistência à tração e ao impacto dos compósitos foi incrementada, alcançando, o compósito com fibras de sisal de 15 mm, o melhor desempenho mecânico dentre as séries testadas. Por outro lado, a heterogeneidade granulométrica do pó de maçaranduba teve efeito negativo sobre as propriedades mecânicas dos compósitos. Os compósitos híbridos sisal/pó de madeira com maior teor de fibras, alcançaram 80% do desempenho obtido para os compósitos de fibras de sisal.

Compósito de argamassa de cimento reforçada por fibra de sisal com entalhe definidos: caracterização mecânica e mecanismo de falha

Neste trabalho, foi desenvolvido um novo material compósito utilizando-se como matriz a argamassa de cimento reforçado com fibra de sisal a 1% em peso, que foram cortadas manualmente nos comprimentos de 15 mm e 25 mm utilizadas sem tratamento superficial utilizando-se o menor nível possível de processamento tecnológico nas etapas de fabricação. A pesquisa foi direcionada para estudar os mecanismos de falha desse novo material. Os compósitos foram produzidos com moldagem manual utilizando-se vibrador de imersão para melhor adensamento. Foram confeccionados corpos de prova da matriz pura e do compósito com fibra de sisal, com entalhes pré definidos, de 1,7 mm, 3,0 mm e 5,0 mm. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaio de flexão em três pontos e correlacionadas com o aspecto fractográfico realizados no Microscópio Eletrônico de Varredura. Os resultados mostraram que a presença das fibras de sisal, inseridas na pasta de cimento, provocou restrição à retração plástica da mistura fresca, possivelmente pela elevada capacidade de absorção de água do reforço fibroso, um incremento na resistência mecânica e aumento da tenacidade do compósito em relação a matriz entre as séries de entalhes, diminuindo a tendência de fratura brusca.

Fabricação e caracterização de material compósito de resina poliéster reforçada por tecido de fibra de tururi extraído da palmeira de ubuçu (Manicaria saccifera)

Neste trabalho é apresentada a fabricação e caracterização de um material compósito de matriz polimérica reforçada por fibras naturais. A matriz é um poliéster teraftélica insaturada préacelerada obtida comercialmente como Denverpoly 754 e o agente de cura utilizado foi o peróxido de Mek (Butanox M- 50), na proporção de 0,33 % , em volume. A fibra natural usada foi o tururi, obtida da região do Marajó, município de Muaná. O tecido de fibra de tururi foi submetido a dois tipos de abertura no sentido transversal, de [50 e 100]%, em relação a uma largura original. A fabricação do material compósito foi através do método da laminação manual (hand lay up), seguido de uma pressão controlada através de pesos previamente quantificados. Características físicas, mecânicas e microscópicas foram obtidas para a fibra e o material compósito, obtendo-se resistência a tração, massa específica, gramatura do tecido, fração mássica e imagens microscópicas antes e depois do ensaio de tração para o tecido da fibra e ensaio de tração depois do ensaio de tração para o material compósito. O tecido de tururi apresentou resistência a tração de 29,95 MPa (sem abertura), 12,27 MPa (abertura de 50 %) e 9,38 MPa (abertura de 100 %). A abertura provoca a diminuição da resistência à tração do tecido de tururi. A gramatura do tecido diminuiu com a abertura do tecido. A fração mássica do tecido do compósito foi de 14,39 % (sem abertura), 9,35 % (abertura de 50 %) e 7,19 % (abertura de 100 %). A resistência a tração do compósito foi de 35,76 MPa (sem abertura), 19,01 MPa (50 % de abertura) e 16,8 MPa (100 % de abertura). A resistência mecânica apresentou valores aproximados aos encontrados na literatura para materiais compósitos reforçados por fibras naturais. As imagens obtidas em microscopia eletrônica de varredura corroboraram com as propriedades mecânicas obtidas para cada situação do material e fibras.

Laminado de madeira reforçado com fibras naturais

Visando a aplicação de recursos naturais renováveis da Amazônia, entre estes as fibras naturais, neste trabalho é apresentada a proposta de fabricação e caracterização de laminados de madeira reforçado por compósitos de matriz poliéster e fibras naturais. A matriz é um poliéster teraftálica insaturada e pré-acelerada obtida comercialmente (Duverpoly 754) e o agente de cura um peróxido de MEK (butanox M-50) na proporção de 0,33% em volume. As fibras naturais usadas para cada amostra de laminado fabricado foram o tecido de fibras de tururi, fibras de sisal e fibras de curauá e as laminas de madeira usadas foram as conhecidas comercialmente como imbuia. O tecido de tururi foi usado de duas formas: sem abertura e com abertura de 100% em relação a largura original. As fibras de sisal e curauá foram cortadas em comprimentos de 50 mm na usados na forma de pré-preg. A fabricação do material laminado foi feita através da inserção intercalada de lâmina de material compósito entre as laminas de madeira seguido de pressão controlada através de uma prensa hidráulica com pressão constante de 2 toneladas, produzindo desta forma o laminado de madeira reforçado. Características mecânicas e microestruturais foram obtidas para a lâmina de madeira e para os laminados de madeira reforçados, obtendo-se a resistência a tração, da lamina de madeira e imagens microscópicas depois do ensaio de tração. As laminas de madeira antes do reforço, foram ensaiadas tendo duas orientações de 90° e 0° de orientação das fibras. O laminado de 0°grau apresentou o melhor resistência mecânica, com valor correspondente a 35,64 MPa comparado com o valor de 0,40 MPa para a lamina de 90°. Os ensaios dos laminados de madeira reforçados, de madeira/tururi sem abertura, madeira/tururi com abertura de 100%, madeira/sisal de comprimento de fibras de 50 mm, madeira/curauá de comprimento de fibras de 50 mm, madeira/madeira com orientação de 90°a direção das fibras, alcançaram respectivamente os seguintes resultados de ensaio de tração: 61,33 MPa; 57,27 MPa; 49,27 MPA; 53,76 MPa e 68,29 MPa, sendo que o laminado de madeira/madeira apresentou o melhor resultado e a menor resistência mecânica foi registrado para o laminado de madeira reforçado por fibras de sisal. As imagens obtidas em microscopia eletrônica de varredura corroboraram com as propriedades mecânicas obtidas para cada situação do material e fibra fabricadas.

Experimental RTM manufacturing analysis of carbon/epoxy composites for aerospace application

The success of manufacturing composite parts by liquid composite molding processes with RTM depends on tool designs, efficient heat system, a controlled injection pressure, a stabilized vacuum system, besides of a suitable study of the preform lay-up and the resin system choice. This paper reports how to assemble a RTM system in a laboratory scale by specifying heat, injection and vacuum system. The design and mold material were outlined by pointing out its advantages and disadvantages. Four different carbon fiber fabrics were used for testing the RTM system. The injection pressure was analyzed regarding fiber volume content, preform compression and permeability, showing how these factors can affect the process parameters. The glass transition temperature (Tg) around 203 ºC matched with the aimed temperature of the mold which ensured good distribution of the heat throughout the upper and lower mold length. The void volume fraction in a range of 2% confirmed the appropriate RTM system and parameters choice.

Analysis of curaua/glass hybrid interlayer laminates

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Nonoxidative thermal degradation kinetic of polyamide 6,6 reinforced with carbon nanotubes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Three-dimensional analysis of reinforced concrete members via embedded discontinuity finite elements

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Reciclagem de poliestireno expandido: compósito com fibras de algodão para a confecção de placas de circuito impresso

In this work polymeric composites reinforced with cotton fibers, from the textile industry, were developed in order to manufacture printed circuit boards. It was used expanded polystyrene (EPS) as a thermoplastic matrix by melting it. For the obtention of 10% and 15% of fiber volume fraction in cotton fibers composites, it was used wasted cotton fibers as an incentive of recycling and reusing of the domestic and industrial wastes as well as for Expanded Polystyrene(EPS). The mechanical properties of the composites were evaluated by tensile and flexural strength from standardized test methods. Composites were characterized by a Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetry (TG/DTG), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and dielectric analysis. The analysis of the results showed that fiber in the composite directly influenced in the thermal and mechanical properties

Efeito do tratamento alcalino da fibra na resistência mecânica do compósito epóxi/capim-sapê

Due to growing concerns for reducing environmental damage caused by the use of non-renewable raw materials, there is a growing demand for research related to aggregate technology with environmental preservation. Thus, the use of non-renewable materials and less aggressive materials has been gaining attention. About composite materials, the exchange of synthetic fibers by natural fibers, especially vegetable fiber as reinforcement, has been increasing, due to its physical-chemical properties such as mechanical strength, nontoxic, low cost, low density, processing flexibility, non-abrasive to the process equipment, requiring simple surface treatments, etc. This objective was to process composites reinforced with long fibers of sapegrass in epoxy matrix and characterize the composites through mechanical tests. Three groups of composites were prepared according to the treatment received by the reinforcement: without treatment, alkali treatment at concentration of 5% w/v and alkali treatment at 10% w/v concentration. The materials were analyzed by tensile and flexural, and tests also optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The results were statistically analyzed. As the main result, the alkali treatment of 5% in the sapegrass fibers increases the tensile and flexural strength, as a consequence of the improve adhesion between matrix and reinforcement

Otimização do processo de soldagem por resistência elétrica em compósitos PEI/fibras contínuas para aplicações aeronáuticas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Medium density particleboard reinforced with bamboo laminas

The objective of this work was to evaluate the effect of the addition of bamboo laminas of the species Dendrocalamus giganteus to three-layer medium density particleboard (MDP). These laminas were glued onto both the top and the bottom of each panel. With the manufactured panels laminated with bamboo, mechanical tests based on the Brazilian Standard ABNT NBR 14810 were carried out to determine the modulus of rupture (MOR) in static bending and the tensile strength parallel-to-surface. These mechanical tests were realized in particleboards of eucalyptus and in reinforced particleboard, both produced in the laboratory. The modulus of rupture and tensile strength parallel-to-surface of the laminated MDP had values close to those that have been reported. The reinforcements increased the values of these studied properties. Nevertheless, this fact indicated the possibility to produce a stronger MDP using bamboo lamina as surface layers. These results show the possibility of using coatedbamboo MDP for utilization in large spans, for example, in flooring for mezzanines with finish on both sides, and for robust furniture as bookshelves, beds, tables, etc.

Vegetal fibers in polymeric composites: a review

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Supercritical carbonation treatment on extruded fibre-cement reinforced with vegetable fibres

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)