Estrutura sanduíche de matriz poliéster reforçado com tecido de sisal conformado por infusão a vácuo

Abstract

A necessidade de elementos estruturais leves, com elevada rigidez e resistência nas mais diversas aplicações tem contribuído para o aumento da utilização de materiais compósitos, nos quais se incluem as estruturas em sanduíche. Com isso, a utilização de tecidos como reforços de estruturas sanduíches têm ganhado grande visibilidade devido as ótimas propriedades mecânicas obtidas, junto a isso a utilização de fibras vegetais em especial o sisal (Agave sisalana) como reforço dessas estruturas e o uso de diferentes técnicas de moldagem como a infusão a vácuo tornam o desenvolvimento de novos matérias ainda mais interessante. O objetivo deste trabalho é desenvolver estruturas sanduíches de matriz poliéster reforçada com tecido de sisal nas faces, utilizando a moldagem por infusão a vácuo (IV). Para isso foram desenvolvidos novos tecidos unidirecionais de sisal com a intenção de obter o melhor comportamento mecânico, cujos constituintes (sisal e poliéster) foram caracterizados por meio de TG, DSC, DRX, FTIR, ensaios de tração e flexão. Foi obtida uma nova estrutura sanduíche reforçada com tecido de sisal e com núcleo de PET, a caracterização do material se deu por MEV, dureza shore D, compressão transversal, compressão longitudinal e flexão. Também foram desenvolvidas estruturas reforçadas com tecido de fibra de vidro, com o intuito de saber se o material desenvolvido com tecido de sisal pode substituir estruturas com tecido sintético. O material obtido é leve, com excelente acabamento, e através da técnica de conformação utilizada, foi possível obter estruturas sanduíches com frações volumétricas variando entre 23% e 34%. Outra característica obtida pela conformação por IV foi a homogeneidade das placas conformadas, ocasionando numa variabilidade dos resultados mecânicos inferior a 10%. Os ensaios mecânicos realizados apresentaram resultados que tornam os compósitos sanduíches reforçados com tecido de sisal uma alternativa na substituição dos compósitos sanduíches reforçados com fibra de vidro. Dentre as estruturas reforçadas com tecido de sisal que apresentou o melhor comportamento mecânico foi o PET1TSI, que utilizou uma camada de tecido com arranjo Simples, já em relação às estruturas reforçadas com tecido de fibra de vidro, o melhor comportamento foi da estrutura reforçada com três camadas de fibra de vidro (PET3TV). Durante os ensaios de flexão e compressão longitudinal, as estruturas com fibra de vidro apresentaram delaminação entre as laminas e o núcleo, esse comportamento pode caracterizar uma interface ruim. Devido à dificuldade em impregnar os tecidos com fios de sisal, as estruturas apresentaram espessuras das lâminas superiores às estruturas reforçadas com tecido de fibra de vidro, essa maior espessura influenciou negativamente no comportamento mecânico das estruturas. Os resultados mecânicos mostraram que as estruturas reforçadas com tecidos de sisal podem competir diretamente com os tecidos de fibra de vidro no desenvolvimento de novas estruturas que suportem determinados esforços.