Materiais Compósitos De Matriz Polimérica

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO

Compósitos de matriz polimérica

Disciplina: Ciência e Tecnologia dos Materiais

Docente: Nelson Cárdenas Olivier

Discentes: Danilo Lisboa

João Felipe Santana

Ricardo Salvino

Tamires Lago

08 de agosto de 2014, Juazeiro-Ba

Sumário

TAMIRES

1. Introdução

2. Materiais compósitos

3. Fibras

3.1. Fibras de Carbono

LUIZA

3.2. Fibras de Aramida

3.3. Fibras de Vidro

3.4. Outras fibras

DANIELE

4. Matrizes

4.1. Matriz polimérica

JOÃO FELIPE

4.1.1. Matrizes Poliméricas Termoendurentes

a)Resina Epoxy

RICARDO

b)Resina Poliéster

c) Outras resinas

DANILO

4.2. Matrizes Poliméricas Termoplásticos

5. Referências

1. Introdução

Os materiais compósitos têm sido muito requeridos por diversos ramos e setores das indústrias, já que conseguem unir as características de maior valor operacional entre dois ou mais materiais, incorporando propriedades de alto padrão como, maior resistência, ductibilidade, ridigez. No entanto, para que se possa tirar algum benefício de tais propriedades é necessário que estes materiais sejam bem compreendidos e usados em projetos que levam em conta suas especificidades, caso contrário eles podem ser dramaticamente piores que os materiais mais tradicionais. Com o objetivo de entender melhor o comportamento químico e as reações pertinentes aos materiais compósitos, além de analisar e entender sua estrutura, tipos, formas, este trabalho foi direcionado ao estudo dos materiais compósitos de matriz polimérica e, em especial, sua importância aplicação para o uso aeroespacial. O desenvolvimento de fibras de carbono, boro, quartzo ofereceram ao projetista a oportunidade de flexibilizar os projetos estruturais, atendendo as necessidades de desempenho em vôo de aeronaves e veículos de reentrada.

2. Materiais compósitos

A síntese de materiais compósitos consiste em misturar compostos de naturezas distintas visando imprimir novas propriedades aos materiais. Por ser um material multifásico, um compósito exibe além das propriedades inerentes de cada constituinte, propriedades intermediárias decorrentes da formação de uma região interfacial. As fases dos compósitos são chamadas de matriz – que pode ser cerâmica, polimérica e metálica – e a fase dispersa – geralmente fibras ou partículas que servem como carga. A matriz geralmente é um material contínuo que envolve a fase dispersa. As propriedades do compósito é uma função de fatores como a geometria da fase dispersa, distribuição, orientação e também da compatibilidade interfacial entre os constituintes da mistura. Ou seja, para que se forme um compósito é necessário que haja afinidade entre os materiais que serão unidos. Como exemplo de materiais compósitos próximos a nossa realidade tem-se o concreto armado, que combina dois materiais, mergulhando os vergalhões de aço (um material da família dos metais) em uma matriz de concreto (da família dos cerâmicos), pode-se fazer com que as deficiências de cada material sejam compensadas pelas virtudes do outro, criando assim um material composto com propriedades particulares, aumentado a sua resistência, firmeza, dureza. No caso dos materiais de uso aeronáutico, parte-se do mesmo princípio. No lugar dos vergalhões de aço usam-se em geral fibras, extremamente leves e resistentes à tração, mas que são como qualquer pedaço de linha: não se comportam de forma muito interessante em relação à compressão. No lugar do cimento, usa-se uma matriz tipicamente de natureza polimérica (mas podem ser também metálicas ou cerâmicas, como se verá adiante), que em geral são bem menos resistentes às solicitações mecânicas, porém capazes de manter as fibras no lugar, transmitir as forças entre elas e definir a forma do componente.

3. Fibras

As fibras podem ser de diversos tipos, no entanto as mais comuns são as fibras de carbono, as fibras aramidas (ou Kevlar – que é o nome comercial das fibras aramidas produzidas pela DuPont) e as fibras de vidro. Essas fibras, por terem em geral um diâmetro extremamente pequeno (de ordem micrométrica), a densidade de ligações atômicas na direção longitudinal em um feixe de fibras é muito maior que em qualquer outra direção, aproximando as características de um feixe de fibras às características ideais de uma macromolécula individual. Em outros termos, é como se toda a resistência somada de todas as ligações atômicas do material se concentrassem na direção longitudinal do feixe, conferindo a este uma extrema anisotropia (as propriedades dependem da direção em que a solicitação é aplicada ao material).

3.1. Fibras de carbono

O elemento carbono, de fato, oferece o melhor exemplo sobre como diversos materiais feitos basicamente do mesmo elemento podem ter propriedades significativamente diversas. As fibras são produzidas basicamente a partir de precursores orgânicos. Entre estes, as fibras usadas em aplicações aeroespaciais são aquelas que derivam das fibras de poliacrilonitrila (PAN). Uma das principais vantagens das fibras de carbono é, sem dúvida, sua altíssima resistência

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