Title

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE COMPÓSITOS POLIMÉRICOS REFORÇADOS POR FIBRAS DE SISAL ATRAVÉS DO PLANEJAMENTO FATORIAL DE EXPERIMENTOS1

MECHANICAL BEHAVIOR EVALUATION OF SISAL FIBRES REINFORCED WITH POLYMERIC COMPOSITES BY DESIGN OF EXPERIMENT (DOE)

Authorship

Silva, Leandro José da; Panzera, Túlio Hallak; Velloso, Vânia Regina; Rubio, Juan Carlos Campos; Campos, Silvana; Filho, José Carlos Nogueira

Silva, Leandro José da

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Panzera, Túlio Hallak

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Velloso, Vânia Regina

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Rubio, Juan Carlos Campos

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Campos, Silvana

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Filho, José Carlos Nogueira

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DOI

10.5151/2594-5327-16128

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Abstract

Os compósitos formados por matrizes poliméricas e fibras vegetais surgiram na última década com um potencial bastante promissor para a indústria automobilística e aeronáutica, devido ao seu baixo custo, baixo peso específico e moderada resistência mecânica, além da sustentabilidade exibida pelas matérias-primas provenientes de fontes renováveis. Este trabalho tem por objetivo investigar o efeito da adição de fibras de sisal, anidrido maleico e micro partículas de sílica nas propriedades mecânicas de compósitos poliméricos reforçados por fibras unidirecionais de sisal. Um planejamento fatorial completo do tipo 2231 foi utilizado na realização do experimento e análise de resultados. Os fatores e níveis experimentais investigados foram: fração volumétrica de fibras (30% e 50%), fração em massa de partículas de sílica (0%, 20% e 33%) e fração em massa de anidrido maleico (0% e 2%), esses dois últimos sobre a massa da matriz. As variáveis respostas analisadas foram: a resistência à tração e o módulo de elasticidade do compósito. Os fatores fração volumétrica de fibras, adição de sílica e a interação da adição de sílica e anidrido maleico exibiram efeito significativo na resistência à tração e módulo de elasticidade dos compósitos.

Composites manufactured of polymeric matrices and natural fibres appeared during the last decade with high potential for the aerospace and automotive industries, due to their low cost, low specific weight and moderate mechanical strength, beyond the sustainability provided by the natural raw materials involved. This work investigates the mechanical effect of sisal fibre, maleic anhydride and silica micro particles addition into polymeric composites. A full factorial design of 2231 was used to carry out the experiments and the results analyses. The investigated experimental factors were: fraction of fibres (30% and 50%), weight content of silica particles (0%, 20% and 33%) and weight content of maleic anhydride (0% and 2%). The tensile strength and the modulus of elasticity of the composites were analyzed. The main factors fraction of fibres and silica addition as well as the interaction effect of silica and maleic anhydride addition affected significantly the tensile strength and the modulus of elasticity of the composites.

Keywords

Compósitos; Fibras naturais; Sisal; Planejamento de experimentos.

Composites; Natural fibers; Sisal; Design of experiments.