Title

CARACTERIZAçãO TERMOMECâNICA USANDO ANáLISE MECâNICA DINâMICA (DMA) DE COMPóSITOS POLIMéRICOS COM FIBRA DE LINHO PRODUZIDOS VIA MANUFATURA ADITIVA

THERMOMECHANICAL CHARACTERIZATION USING DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS (DMA) OF FLAX FIBER REINFORCED POLYMER COMPOSITES PRODUCED VIA ADDITIVE MANUFACTURING

Authorship

MOREIRA, DAYSIANE DA SILVA; JUNIO, RAI FELIPE PEREIRA; FONTES, JOSÉ CARLOS FERREIRA; MONTEIRO, SERGIO NEVES; NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

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FONTES, JOSÉ CARLOS FERREIRA

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MONTEIRO, SERGIO NEVES

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NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

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DOI

10.5151/2594-5327-41250

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Abstract

NESTE ESTUDO SE PROPõE A AVALIAR AS CARACTERíSTICAS DE DESEMPENHO DE MATERIAIS COMPóSITOS POLIMéRICOS DE RESINA ACRíLICA FOTOPOLIMERIZáVEL UTILIZADA PARA MANUFATURA ADITIVA PELO MéTODO DE AM POR POLIMERIZAçãO EM CUBA COM UM PROCESSO DLP E FIBRAS DE LINHO ATRAVéS DA ANáLISE MECâNICA DINâMICA (DMA) QUE MEDE AS PROPRIEDADES VISCOELáSTICAS DE UM MATERIAL EM TERMOS DE RIGIDEZ E AMORTECIMENTO, COMO MóDULO DE ARMAZENAMENTO (E’), MóDULO DE PERDA (E") E A RAZãO ENTRE ESSES MóDULOS, TANGENTE δ, E AINDA A TEMPERATURA DE TRANSIçãO VíTREA (TG) . AS AMOSTRAS FORAM IMPRESSAS NO TAMANHO 65X12X3,5 MM E NAS FRAçõES DE 0%,0,5%,1%,1,5% E 2% DE FIBRA DE LINHO, APóS A IMPRESSãO, FICARAM EXPOSTAS SOB LUZ UV (405 NM) DURANTE 12 HORAS. OS CORPOS DE PROVA FORAM SUBMETIDOS ANáLISE MECâNICA DINâMICA QUE APRESENTOU COMO DESTAQUE UM AUMENTO DE AUMENTO DO E’ INICIAL ENTRE AS AMOSTRAS DE 0% E 2% 2041MPA E 2083MPA, MóDULO DE PERDA (E”) 214MPA - 45° E 176MPA - 58° E TG 80°C E 88°. EM RELAçãO AOS OUTROS COMPóSITOS, FOI OBSERVADA UMA DIMINUIçãO DE ATé 59% NO MóDULO DE ARMAZENAMENTO (E') E UMA REDUçãO SIGNIFICATIVA NO PICO DO MóDULO DE PERDA (E"). OS COMPóSITOS EXIBIRAM PICOS MAIS PRONUNCIADOS NO GRáFICO DE TAN δ EM COMPARAçãO COM A RESINA PURA, E O COMPóSITO COM 2% DE FRAçãO MáSSICA DEMONSTROU UM AUMENTO DE 8°C NA TEMPERATURA DE TRANSIçãO VíTREA (TG) EM RELAçãO à RESINA PURA. OS DEMAIS COMPóSITOS MANTIVERAM-SE DENTRO DA FAIXA DE TEMPERATURA DE TRANSIçãO VíTREA ENTRE 72°C E 76°C.

THIS STUDY AIMS TO EVALUATE THE PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS COMPOSED OF LIGHT-CURING ACRYLIC RESIN UTILIZED IN ADDITIVE MANUFACTURING THROUGH THE AM METHOD VIA VAT POLYMERIZATION EMPLOYING A DLP PROCESS, ALONGSIDE FLAX FIBERS, EMPLOYING DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS (DMA). DMA MEASURES THE VISCOELASTIC PROPERTIES OF A MATERIAL IN TERMS OF STIFFNESS AND DAMPING, INCLUDING STORAGE MODULUS (E'), LOSS MODULUS (E"), AND THE RATIO BETWEEN THESE MODULI, TANGENT δ, AS WELL AS THE GLASS TRANSITION TEMPERATURE (TG). THE SAMPLES WERE PRINTED TO DIMENSIONS OF 65X12X3.5 MM AND IN FRACTIONS OF 0%, 0.5%, 1%, 1.5%, AND 2% FLAX FIBER. AFTER PRINTING, THEY UNDERWENT EXPOSURE TO UV LIGHT (405 NM) FOR 12 HOURS. SUBSEQUENTLY, THE SPECIMENS WERE SUBJECTED TO DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS, WHICH REVEALED AN INCREASE IN INITIAL E' BETWEEN THE 0% AND 2% SAMPLES TO 2041 MPA AND 2083 MPA, RESPECTIVELY. THE LOSS MODULUS (E") SHOWED VALUES OF 214 MPA AT 45° AND 176 MPA AT 58°, WHILE TG RECORDED VALUES OF 80°C AND 88°C. IN COMPARISON TO OTHER COMPOSITES, A REDUCTION OF UP TO 59% WAS OBSERVED IN THE STORAGE MODULUS (E'), ALONGSIDE A SIGNIFICANT DECREASE IN THE LOSS MODULUS PEAK (E"). THE COMPOSITES EXHIBITED MORE PRONOUNCED PEAKS IN THE TAN δ GRAPH COMPARED TO THE PURE RESIN. NOTABLY, THE COMPOSITE WITH A 2% MASS FRACTION DEMONSTRATED AN 8°C INCREASE IN THE GLASS TRANSITION TEMPERATURE (TG) WHEN CONTRASTED WITH THE PURE RESIN. THE REMAINING COMPOSITES MAINTAINED A GLASS TRANSITION TEMPERATURE WITHIN THE RANGE OF 72°C TO 76°C.

Keywords

DMA; Manufatura aditiva; Resina fotopolimerizável acrilada.

DMA; Additive manufacturing; Acrylated light-curing resin