Estudo da cura de prÃ-impregnado de resina epoxÃdica/fibra de carbono por meio das tÃcnicas DSC e DMTA.

AUTOR(ES)

Ferrari, Vanesa Claudia Gisela Mitchell

DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Os compÃsitos polimÃricos de resina epÃxi sÃo escolhidos preferencialmente para fins aeronÃuticos e espaciais devido à relaÃÃo entre custo e suas propriedades tÃrmicas e mecÃnicas, sendo de vital importÃncia conhecer e monitorar o ciclo de cura e correlacionar estas informaÃÃes com as propriedades mecÃnicas e microestruturais finais para a otimizaÃÃo do processamento. As tÃcnicas DSC e TG medem diretamente a extensÃo e a razÃo de conversÃo durante a cura somente atà a ocorrÃncia da gelificaÃÃo, de forma que eventos relacionados Ãs alteraÃÃes reolÃgicas durante a cura, como a gelificaÃÃo e a vitrificaÃÃo, nÃo sÃo observados por estas tÃcnicas. A gelificaÃÃo resulta da transiÃÃo estrutural de uma molÃcula linear e ramificada para uma estrutura macromolecular tridimensional, ou seja, uma transformaÃÃo rÃpida e irreversÃvel de um lÃquido viscoso para um gel elÃstico, determinada pelo aparecimento de uma cadeia infinita. A vitrificaÃÃo envolve a passagem de um estado lÃquido ou "borrachoso" para um estado vitrificado, como conseqÃÃncia do aumento da massa molecular antes da gelificaÃÃo e da densidade de ligaÃÃes cruzadas depois da gelificaÃÃo, interrompendo as reaÃÃes de cura. A tÃcnica DMTA à sensÃvel Ãs grandes mudanÃas que ocorrem na rigidez, permitindo acompanhar a cura desde a gelificaÃÃo atà o final da reaÃÃo, incluindo a vitrificaÃÃo e posteriormente o comportamento do material curado. No presente trabalho estudou-se a influÃncia das temperaturas de cura na gelificaÃÃo e vitrificaÃÃo do material e, conseqÃentemente, nas temperaturas de transiÃÃo vÃtrea, por meio das tÃcnicas DSC e DMTA. Foram utilizados os prÃ-impregnados de fibra de carbono nas resinas epoxi F155 e F584 da Hexcel Composites. As anÃlises foram realizadas nos equipamentos TGA-951 e DMA-983-TA Instruments. A anÃlise TG permitiu calcular o teor de resina existente no compÃsito, o qual foi usado para corrigir os dados no DSC. A anÃlise DSC, no modo dinÃmico, forneceu o calor da reaÃÃo, o efeito da razÃo de aquecimento sobre a cura e a Tg do material curado e, no modo isotÃrmico, o tempo e o estado de cura em vÃrias temperaturas. Por meio da anÃlise DMTA acompanhou-se o processo de gelificaÃÃo pelo aumento do EÂ, enquanto que na curva tand, puderam ser identificados os picos de gelificaÃÃo e vitrificaÃÃo. A Tg do material curado no modo isotÃrmico aumenta com a temperatura de cura (Tc) atà um valor limite. Com a aproximaÃÃo Tc se aproximando da Tg do material curado, observou-se uma tendÃncia de diminuiÃÃo do pico de vitrificaÃÃo. Posteriormente, foram calculados os parÃmetros cinÃticos como a energia de ativaÃÃo, ordem de reaÃÃo e fator prÃ-exponencial por meio das tÃcnicas AnÃlise TÃrmica DinÃmico-MecÃnica (DMTA) e Calorimetria ExploratÃria Diferencial (DSC), em condiÃÃes nÃo-isotÃrmicas e isotÃrmicas por meio do estudo dos mÃtodos desenvolvidos por Ozawa (deslocamento da temperatura do mÃximo do pico) e Ozawa/Vyazovkin (isoconversional livre de modelo).

ASSUNTO(S)

compÃsitos de matrizes polimÃricas fibras de carbono resinas epÃxicas anÃlise tÃrmica ensaios de materiais medidas de calor agentes de cura (materiais)

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