Avaliação de parâmetros mais adequados à obtenção de compósitos termoplásticos via moldagem por compressão a quente

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorBotelho, Edson Cocchieri [UNESP]
dc.contributor.authorCastilho, André Luiz Guimarães de
dc.contributor.coadvisorCosta, Michelle Leali
dc.date.accessioned2024-05-13T19:24:19Z
dc.date.available2024-05-13T19:24:19Z
dc.date.issued2023-11-10
dc.description.abstractNos últimos anos têm sido observado um desenvolvimento progressivo em aplicações leves e sustentáveis na indústria automotiva. Neste contexto, os polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP – do inglês Carbon Fiber Reinforced Polymer) têm atraído a atenção desta indústria principalmente devido às suas propriedades como resistência mecânica superior aos metais, rigidez e leveza, oferecendo uma redução significativa no peso final do veículo e, consequentemente, reduzindo a emissão de CO2 e ocasionando a redução do consumo de combustível. O presente trabalho visa avaliar a influência dos parâmetros de reprocessamento na cristalização e nas propriedades mecânicas de um CFRP fabricado a partir de um semipreg comercial constituído de matriz de poliamida 6 reforçada com tecido de fibra de carbono do tipo twill, 2x2. A partir da caracterização térmica do semipreg (calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA)), foi possível definir ciclos de processamento e com diferentes taxas de resfriamento para gerar uma provável variação na cristalização do compósito final. Além disso, com base nos resultados obtidos a partir da caracterização térmica, foi conduzido um estudo da cinética de cristalização do semipreg por meio do método isotérmico e não isotérmico. Após o estabelecimento do ciclo de processamento, lâminas de semipreg foram empilhadas na espessura desejada e processadas via técnica de moldagem por compressão a quente. Os compósitos obtidos foram qualificados por inspeção via ultrassom tipo C-scan, e por digestão ácida. Os compósitos também foram avaliados por ensaios mecânicos como: análises dinâmico-mecânica (DMA); resistências ao cisalhamento interlaminar (ILSS), à tração e à excitação por impulso. Os resultados mostram que foi possível realizar o estudo da cinética de cristalização no modo dinâmico, porém o modelo de Avrami não foi adequado para o estudo da cinética no modo isotérmico. Os compósitos reprocessados apresentaram um aumento de 12% na resistência à tração; de 12% no ILSS e de 17% no módulo de elasticidade obtido por excitação por impulso. Tal fato está associado a um possível aumento da cristalinidade da matriz de PA6 no reprocessamento, e consequente, aumento da rigidez do compósito.pt
dc.description.abstractIn recent years, there has been a progressive development of lightweight and sustainable applications in the automotive industry. In this context, carbon fiber reinforced polymers (CFRP) have attracted the attention of this industry mainly due to their properties such as superior tensile strength compared to metals, stiffness, and lightness, offering a significant reduction in the final weight of the vehicle and, consequently, reducing CO_2 emissions and increasing fuel economy. This study aims to evaluate the influence of reprocessing parameters on the crystallization and mechanical properties of a CFRP consisting of a polyamide 6 matrix reinforced with twill, 2x2, carbon fiber. Based on the thermal characterization of the semipreg (differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA)), it was possible to define a processing cycle and cooling rates that would ensure a probable variation in the crystallization of the final composite. Additionally, based on the results obtained from the thermal characterization, a study of the semipreg crystallization kinetics was conducted using the Avrami isothermal and non-isothermal methods. After establishing the processing cycle, semipreg sheets were stacked to the desired thickness and processed via hot compression molding technique. The obtained composites were qualified by C-scan ultrasonic inspection and acid digestion. The composites were also evaluated by mechanical tests such as dynamic mechanical analysis (DMA); interlaminar shear strengths (ILSS), tensile test, and pulse excitation. The results show that it was possible to study the crystallization kinetics in dynamic mode, but the Avrami model was not suitable for studying the kinetics in isothermal mode. The reprocessed composites showed a 12% increase in tensile strength; 12% in the ILSS and 17% in the elastic modulus obtained by impulse excitation. This fact is associated with a possible increase in the crystallinity of the PA6 matrix during reprocessing, and consequently, an increase in the stiffness of the composite.en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdFundep: 27194.03.03/2020.01-00
dc.description.sponsorshipIdCAPES: código de financiamento 001
dc.description.sponsorshipIdFAPESP: 2017/16970-0
dc.identifier.citationCASTILHO, André Luiz Guimarães. Avaliação de parâmetros mais adequados à obtenção de compósitos termoplásticos via moldagem por compressão a quente. 2023. 94f. Dissertação (Mestrado em Engenharia em Materiais) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2023.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11449/255599
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectPoliamidaspt
dc.subjectTermoplásticospt
dc.subjectPolímerospt
dc.subjectMateriais compostospt
dc.subjectPoliamida 6pt
dc.subjectFibra de carbonopt
dc.subjectIndústria automotivapt
dc.subjectCinética de cristalizaçãopt
dc.subjectCaracterização térmicapt
dc.subjectCaracterização mecânicapt
dc.subjectPolyamide 6en
dc.subjectCarbon fiberen
dc.subjectAutomotive industryen
dc.subjectCrystallinity kineticsen
dc.subjectThermal characterizationen
dc.subjectMechanical characterizationen
dc.titleAvaliação de parâmetros mais adequados à obtenção de compósitos termoplásticos via moldagem por compressão a quente
dc.title.alternativeEvaluation of the most suitable parameters for obtaining thermoplastic composites via hot compression moldingen
dc.typeDissertação de mestrado
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia e Ciências, Guaratinguetápt
unesp.embargoOnline
unesp.examinationboard.typeBanca pública
unesp.graduateProgramEngenharia - FEG 33004080027P6
unesp.knowledgeAreaCiência e engenharia de materiais
unesp.researchAreaMateriais compósitos

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
castilho_alg_me_guara.pdf
Tamanho:
3.16 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
2.14 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:

Coleções

Guaratinguetá - FEG - Faculdade de Engenharia e Ciências