Estudo dos mecanismos de molhabilidade do compósito fibra sisal / matriz polimérica - José Luis Gomes da Silva (1996)
O comportamento ortotrópico dos materiais compósitos torna bastante complexo o estudo das suas propriedades estruturais, visto que, nos cálculos de rigidez e resistência, faz-se necessário considerar as propriedades em cada direção, sem que estas interfiram nas outras. Os resultados destes estudos dependem fundamentalmente do comportamento micromecânico da adesão fibra / resina. Este comportamento é comandado basicamente por dois fatores: (i) aderência total da fibra na resina, e (ii) extração de fibras da matriz. Estes fatores podem ser analisados diretamente, utilizando a regra das misturas modificada, cujas condições são muito sensíveis às variações da engenharia de processamento, ou com análises que não sejam influenciadas por estes fatores, tal como a obtenção do ângulo de contato, que está diretamente relacionado à molhabilidade e, conseqüentemente, com a eficiência da adesão. Sendo assim, o presente trabalho levou a uma teoria de molhamento generalizada onde, através do desenvolvimento de um método numérico, permitiu o estudo do comportamento do ângulo de contato formado entre a fibra e a matriz polimérica. Para este estudo, diferentemente da teoria clássica de molhabilidade, considerou-se na solução do método numérico proposto, que os planos formadores da gota líquida são ortogonais elípticos, tendo em vista que as fibras naturais, e em particular a fibra sisal (objeto deste trabalho), possuem seção transversal próxima a esta geometria. Deste modo, a metodologia proposta permitiu obter o ângulo de contato para o sistema fibra sisal / matrizes poliméricas, e efetuar sua comparação com os valores obtidos de experimentos mais complexos, tal como o ensaio de extração de fibras. Em função desta comparação, foi necessário propor modificações à regra das misturas com o intuito de incluir parâmetros como: extração de fibras, fator de adesão e alinhamento de fibras, para prever, com maior exatidão, o comportamento macromecânico do compósito. Este mesmo comportamento também foi verificado através da relação existente entre as propriedades dos compósitos em resistência à tração, flexão e trabalho de extração de fibras, com o tratamento químico em solução aquosa de NaOH realizadas nas fibras de sisal. Os compósitos, cujas fibras foram submetidas a tratamentos químicos, tiveram sua propriedade em resistência à tração e flexão melhoradas, em consequência de uma melhoria na adesão da interface.