Influência da variação do vácuo nas propriedades dinâmico-mecânicas em compósitos avançados via RTM

Abstract

Devido às excelentes propriedades mecânicas e leveza, os compósitos reforçados com fibra de carbono têm sido amplamente utilizados em partes estruturais importantes em aeronaves, carros e até mesmo em próteses humanas. Suas aplicações são muito técnicas e exigentes, portanto, o controle de fabricação deste tipo de material deve ser feito desde a seleção dos constituintes, otimização de processamento e a caracterização adequada de forma a garantir a confiabilidade no compósito obtido. Porém, o aparecimento de defeitos em compósitos é inevitável, mas pode ser minimizado por meio da seleção adequada de materiais, que devem ser compatíveis entre si e com o tipo de tecnologia escolhida para sua fabricação. Neste trabalho, foi escolhida a Moldagem por Transferência de Resina (RTM) como técnica de processamento para o compósito, uma vez que essa técnica se mostra eficiente e acessível, além de proteger o ambiente de trabalho, uma vez que usa molde fechado. Primeiramente, foram realizadas as caracterizações térmicas da matriz, pelo da termogravimetria, seguidas de medidas de viscosidade, de modo a estabelecer os parâmetros de processamento por meio do conhecimento do ciclo de cura da resina de impregnação. Assim, foram processados 3 laminados de compósitos, variando entre eles a intensidade de aplicação de vácuo durante o ciclo de cura, com o intuito de comparar a qualidade de impregnação da fibra pela resina. Em seguida, foram executadas análises dinâmico-mecânicas dos laminados obtidos, que mostraram que os laminados cujo vácuo foi utilizado em todo processo apresentaram maior módulo de armazenamento. Este trabalho comprovou a importância da correlação do parâmetro vácuo com a qualidade do compósito processado via RTM através da técnica DMA, visando a obtenção de compósitos com boa impregnação da fibra pela resina e maior rigidez.

Due to their excellent mechanical properties and light weight, carbon fiber reinforced composites have been widely used in important structural parts in aircraft, cars and even human prostheses. Their applications are very technical and demanding, therefore, the manufacturing control of this kind of material must be done from selection of constituents, processing optimization and adequate characterization in order to guarantee the reliability of the composite. However, the appearance of defects in composites is inevitable, but can be minimized through the proper selection of materials, which must be compatible with each other and with the technology chosen for their manufacture. In this work, Resin Transfer Molding (RTM) was chosen as the processing technique for the composite, since this technique is efficient and accessible, in addition to protecting the work environment, since it uses a closed mold. First, thermal characterizations of the matrix were carried out using thermogravimetry, followed by viscosity measurements, in order to establish the processing parameters through knowledge of the curing cycle of the resin. Thus, 3 composite laminates were processed, varying the intensity of vacuum application between them during the curing cycle in order to compare the quality of fiber impregnation by the resin. Then, dynamic-mechanical analysis of the obtained laminates were carried out, which showed that the laminates in which vacuum was fully used had a higher storage modulus. This work proved the importance of the correlation of the vacuum parameter with the quality of the composite processed via RTM through the DMA technique, aiming at obtaining composites with good fiber impregnation by the resin and greater rigidity.