Compósitos híbridos de resina poliéster insaturado reforçados com fibras de sisal/vidro obtidos pelo processo de infusão a vácuo

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Azevedo, Igor Tristão
• Orientador(a): Soares, Kinglston
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Vitória
• Palavras-chave em Português: Infusão a vácuo; Compósitos híbridos; Resina poliéster insaturado; Fibra de sisal; Fiba de vidro; Vaccum infusion; Hybrid composites; Unsaturated polyester resin; Glass fiber; Sisal fiber
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/3057; http://lattes.cnpq.br/1875215281493424

RESUMO: O interesse de pesquisas em desenvolver soluções alternativas para substituir as fibras sintéticas convencionais por fibras naturais nos compósitos se dá em virtude dos diversos benefícios possíveis do uso destas fibras, tais como baixo custo, baixa densidade, elevada resistência específica e elevada disponibilidade, embora apresente característica higroscópica e seja de difícil reprodutibilidade na produção. Com isso, diversas fibras naturais são utilizadas atualmente em compósitos de matriz polimérica e são foco de muitos trabalhos científicos, sendo que dentre elas destaca-se a fibra de sisal (Agave sisalana). O objetivo deste trabalho foi produzir compósitos híbridos de resina poliéster insaturado do tipo orto-tereftálica proveniente da glicólise de PET reciclado, reforçados com fibras de sisal/vidro obtidos pelo processo de infusão a vácuo. Os compósitos foram produzidos com 3 camadas de fibras, sendo que o volume de cada camada foi fixado e a quantidade de resina utilizada foi a mesma. Além disso, a disposição das camadas de fibras de sisal (S) e vidro (V) foi modificado em relação ao posicionamento no molde rígido (|), formando as propostas |VVV (F0), |VSV (F1), |SVV (F2), |VSS (F3), |SVS (F4) e |SSS (F5). Nos compósitos foram realizadas as análises de densidade relativa, absorção de umidade, resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao impacto e microscopia eletrônica de varredura (MEV), tendo como referência a formulação |VVV (F0). Além disso, foram realizadas as análises térmicas simultâneas (TGA/ DSC) para a fibra de sisal e a resina poliéster insaturado utilizadas. Nos resultados apresentados, à medida que foram acrescentadas fibras de sisal nos compósitos, a densidade relativa diminuiu em até 23% e a absorção de umidade atingiu até 10,41%, sendo possível observar influência da disposição das camadas nos resultados. Já para os resultados dos testes mecânicos de tração, flexão e impacto foi observado que as propriedades diminuíram à medida que as fibras de sisal foram adicionadas, exceto nos resultados de deformação máxima no ensaio de flexão das formulações |SVV (F2), |VSS (F3) e |SVS (F4) que apresentaram aumento significativo. Além disso, para o módulo específico em flexão e resistência máxima específica, a formulação |VSV (F1) alcançou resultados de 145,8 MPa e 6,5 GPa em comparação aos resultados da referência de 147,3 MPa e 6,2 GPa, se evidenciando como uma potencial formulação alternativa. Das análises do MEV foi possível observar alguns defeitos na direção da espessura de todas as formulações produzidas, possivelmente provenientes das condições de processo adotadas e da umidade presente nas fibras de sisal, o que afetou negativamente os resultados das propriedades mecânicas e absorção de umidade. Com os resultados deste trabalho foi possível obter algumas propostas de formulações de compósitos híbridos, como a |VSV (F1), que atingiram propriedades próximas ou equivalentes às do compósito de referência e que se mostraram como potenciais alternativas para substituir os compósitos convencionais com fibra de vidro.