Propriedades mecânicas e térmicas de compósitos de poliamida 6 contendo fibra curta de carbono recobertas com óxido de grafeno

• Autor(a) principal: Damacena, L. H. C.
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3488; https://doi.org/10.31414/EM.2021.d.131382
• topic: Poliamida; Fibra de carbono; Óxido de grafeno; Agente de acoplamento; Compósitos

Os compósitos poliméricos com fibras de carbono (CF) são utilizados em diversos segmentos industriais e as suas propriedades e desempenho são estudados pela comunidade científica, com a finalidade de desenvolver novas tecnologias e suas aplicabilidades. Neste contexto, agentes de acoplagem têm sido utilizados para melhorar a interação entre as fibras e a matriz polimérica, contribuindo para o aumento das propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e outras. Geralmente são utilizados organossilanos como agente de acoplagem. Entretanto, nanopartículas de óxido de grafeno (GO) vêm sendo aplicadas com esta finalidade, pois apresentam grande área superficial e grupos funcionais. Nesta pesquisa estudou o comportamento do compósito de poliamida 6 (PA6) com a adição de 7,5% de CFs sem e com recobrimento com GO, variando-se a concentração de GO entre 0,05 e 0,5%. Os compósitos foram preparados pelo processo de extrusão e os corpos de prova foram obtidos pelo processo de injeção. As propriedades mecânicas foram caracterizadas pelos ensaios de tração, flexão, impacto e fadiga em flexão. As propriedades térmicas foram observadas pelas análises de DSC e HDT. As morfologias dos compósitos foram observadas pelo microscópio eletrônico de varredura (MEV) e os comprimentos das CFs foram medidos por meio de microscópio óptico. A incorporação das CFs na PA6 proporcionou aumento da resistência à tração e à flexão (197 e 106%), do módulo de elasticidade em tração e em flexão (123 e 160%) e diminuição do alongamento na ruptura, na tenacidade em tração e na resistência ao impacto (96, 91 e 37%, respectivamente) e diminuição da resistência à fadiga por flexão. Somente a maior composição de GO incorporada à CF (0,5%) apresentou efetividade como agente de acoplagem, resultando num aumento da resistência à tração e à flexão (4 e 11%), do módulo de elasticidades em tração e em flexão (9 e 5%) e diminuição do alongamento na ruptura, na tenacidade em tração e na resistência ao impacto (38, 48, e 30%, respectivamente) e da resistência à fadiga por flexão. Os resultados de DSC demonstraram que não houve alterações significativas na temperatura de fusão (Tm) e de cristalização (Tc) dos compósitos com a incorporação das CFs e do GO. As micrografias de MEV mostraram que houve acoplagem das CFs sem e com GO na estrutura da PA6, dessa forma o GO pode ser utilizado como agente de acoplagem entre as CFs e a PA6