Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente

• Autor(a) principal: Carneiro, João Miguel Morais
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/22135
• topic: Material Compósito; Matriz Termoplástica; Pré-impregnados; Fibra de Carbono; Pultrusão; Compressão a Quente; Laminado; Composite Materials; Thermoplastic Matrix; Pre-impregnated; Carbon Fibre; Pultrusion; Heated Compression Moulding; Laminate

Os materiais compósitos têm vindo a ser cada vez mais incorporados na indústria, oferecendo boas propriedades mecânicas e químicas, aliadas a uma densidade inferior quando comparados com os materiais tradicionalmente utilizados, tais como os metais. Estes aspetos tornam a utilização de compósitos cada vez mais interessante, substituindo os materiais de engenharia mais comuns, sempre que seja possível e viável. Os compósitos termoendurecíveis são mais populares comercialmente devido à menor viscosidade apresentada durante o processamento. No entanto, atualmente não é possível, por meios convenientes, reciclar estes compósitos, tornando-os mais impactantes relativamente ao fim de vida das peças produzidas. Além disso, são mais nocivos para o ambiente devido às emissões de estireno durante o processo de endurecimento e também prejudiciais para o bem-estar dos operadores que os manuseiam. Os compósitos termoendurecíveis apresentam também alguns inconvenientes do ponto de vista do comportamento mecânico, apresentando um comportamento mais frágil com níveis de tenacidade inferiores, quando comparados com os de matriz termoplástica. Pelos razões anteriormente mencionados, os termoendurecíveis têm vindo a ser substituídos por termoplásticos enquanto matriz em materiais compósitos poliméricos. No entanto, os termoplásticos apresentam maior dificuldade na produção de compósitos, estando especialmente associados com a maior viscosidade apresentada durante o processamento. Ao contrário dos termoendurecíveis, os termoplásticos caracterizam-se por serem recicláveis e reprocessáveis, permitindo uma circularidade na utilização do polímero. Além disso, devido à inexistência de emissões químicas, o processamento de compósitos termoplásticos permite ambientes de trabalho mais limpos, para além do melhor comportamento mecânico possibilitado pelas melhores propriedades gerais destes polímeros. Nesta dissertação pré-impregnados de matriz termoplástica em forma de fita (ou Tape) foram produzidos por um processo de imersão de fibra numa solução fundida de polímero. As fibras de carbono foram utilizadas como reforço, combinando-as com três termoplásticos diferentes, nomeadamente o PET, o PA6 e o PC. O processamento dos pré-impregnados foi realizado pelo processo de pultrusão, que é um processo contínuo caraterizado pelo fabrico de perfis compósitos. A compressão a quente foi também utilizada para o fabrico de laminados compósitos. As caraterísticas de processamento destes foram devidamente descritas, e os compósitos finais submetidos a testes mecânicos como forma de avaliar a qualidade do processamento