Aplicação de fibras de vidro do tipo C longas e curtas em compósitos

• Autor(a) principal: Ferreira, Andreia Soraia Santos
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/25542
• topic: Compósito; Corrosão; Flexão; Abrasão; FT-IR; SEM-EDS

As eventuais vantagens da aplicação das fibras de vidro longas do tipo C, com resistência química, relativamente às fibras de vidro curtas do mesmo tipo, como material de reforço em compósitos poliméricos foram objetivo deste estudo. Para o desenvolvimento do estudo comparativo foram produzidos três tipos de amostras com a mesma matriz polimérica e aplicando a fibra longa e a fibra curta do tipo C. O primeiro tipo de amostras foi formado apenas por poliéster ortoftálico constituindo a amostra de referência, o segundo tipo foi formado pelo mesmo poliéster e a fibra longa e o terceiro tipo foi formado também pelo mesmo poliéster e a fibra curta. Além disso, as amostras foram produzidas com as dimensões especificadas nas respetivas normas consoante os ensaios mecânicos de flexão e abrasão. As amostras foram sujeitas a ambientes corrosivos, um constituído por ácido sulfúrico de 1% em massa e o outro constituído por hidróxido de sódio com a mesma concentração. Para as amostras de abrasão a corrosão durou até 20 dias a uma temperatura de 25 °C, enquanto para as amostras de flexão estas estiveram sujeitas à corrosão até um período até 30 dias igualmente a uma temperatura de 25 °C. Os resultados dos ensaios de flexão comprovam que a fibra longa aumenta a resistência mecânica e química dos compósitos, mas o aumento da resistência química é apenas relativamente à solução ácida. No entanto, a fibra curta não melhora nem a resistência mecânica nem a resistência química dos compósitos e a solução ácida aumentou a rigidez dos compósitos de fibra longa e de fibra curta. Os resultados da perda de massa das amostras sujeitas ao ensaio de abrasão concluem que o reforço de fibra aumenta a degradação do poliéster e na solução ácida as amostras de fibra longa degradaram menos do que as amostras de fibra curta devido a uma maior resistência a abrasão apresentada pelas amostras/compósitos de fibra longa. As espectroscopias de infravermelho (FT-IR) foram realizadas às amostras apenas de poliéster com e sem corrosão química permitindo avaliar a degradação química do poliéster concluindo que este degrada-se mais na solução básica. Por fim, as amostras foram analisadas no microscópio ótico onde se observa que as amostras de fibra curta apresentam as fibras mais expostas do que as amostras de fibra longa. As amostras também foram analisadas pelo microscópio eletrónico de varrimento (SEM), que confirma as conclusões relativamente ao microscópio ótico e que a degradação química ocorre na fronteira entre a fibra de vidro e a matriz polimérica, poliéster. Realizou-se, também, uma análise SEM por raios X acoplada com espectroscopia de energia dispersiva (SEM-EDS) que verifica a existência e expressão em quantidade dos elementos que constituem a superfície da fibra de vidro como o silício, o potássio, o magnésio, entre outros elementos. Sendo que, esta diferença na composição superficial entre a fibra longa e a fibra curta pode estar relacionada com uma maior adesão da matriz nas amostras de fibra longa relativamente às amostras de fibra curta conduzindo a uma maior corrosão química dos compósitos de fibra curta.