Abstract
Compósitos termoplásticos a partir de poliamidas 6 e 6,6 e tecido de fibras de carbono com 40, 50 e 60 % em volume de reforço foram processados via moldagem por compressão a quente e caracterizados por ensaios mecânicos destrutivos (cisalhamento interlaminar em três pontos (short-beam), cisalhamento interlaminar por compressão (CST) e ensaios de mecânica da fratura) e por inspeção não-destrutiva (ultra-som e microscopias óptica e eletrônica de varredura). Os resultados obtidos mostraram que os compósitos termoplásticos processados apresentaram uma distribuição homogênea do polímero no reforço. Entretanto, nos compósitos com maior quantidade de poliamida (40 % de reforço) foram observadas regiões ricas em matriz entre as camadas de tecido. Os ensaios de mecânica da fratura (DCB e ENF) e de cisalhamento interlaminar em três pontos não apresentaram falha interlaminar, não sendo observada a propagação de trincas de forma homogênea e retilínea no interior do material. Em função destes resultados foi utilizado o ensaio de cisalhamento por compressão, desenvolvido no Institute of Polymer Research Dresden da Alemanha, que permitiu uma caracterização mais precisa dos compósitos termoplásticos estudados. Foi observado também, a partir dos ensaios de CST, que os compósitos obtidos da poliamida 6,6 apresentaram um aumento no valor do cisalhamento interlaminar de até 20 % com o aumento do volume de fibras.
Highlights
O processo de Moldagem por Compressão a Quente (MCQ) para a produção de compósitos termoplásticos tem atraído muito a atenção dos setores aeroespacial e automobilístico, devido à possibilidade de produção de peças em escala industrial, atendendo aos requisitos de qualidade específicos de cada setor
The results show that, in general, the matrix was homogeneously distributed about the reinforcing fabric
Segundo dados contidos na literatura[19,20], o modo de falha resultante desse ensaio deve apresentar uma das notações ilustradas na Figura 1
Summary
O processamento dos laminados foi realizado em um molde retangular de dimensões de 200 x 220 mm e espessura variando de 1 a 4 mm, de modo a atender as normas utilizadas na caracterização mecânica das amostras processadas. Os laminados foram aquecidos até a temperatura de fusão das matrizes (250 °C para a poliamida 6 e 270 °C para a poliamida 6,6), à razão de aquecimento de 10 °C/min e consolidados utilizando-se a pressão de 2 MPa. Em ambos os casos, os ciclos térmicos foram realizados em duas etapas: um aquecimento até 220 °C, com um patamar de 10 minutos a esta temperatura, seguido de um novo aquecimento até a temperatura final desejada. A pressão foi mantida em 2 MPa. O número de camadas e a espessura de cada compósito variaram dependendo do ensaio mecânico a ser realizado. A Figura 2 apresenta o esquema da laminação dos compósitos termoplásticos preparados para estes ensaios
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