Título

CHARPY TOUGHNESS BEHAVIOR OF CONTINUOUS AND ALIGNED JUTE FIBERS REINFORCED EPOXY MATRIX COMPOSITES

TENACIDADE AO IMPACTO CHARPY DE COMPÓSITOS DE MATRIZ EPÓXI REFORÇADOS COM FIBRASCONTÍNUAS E ALINHADAS DE JUTA

Autoria

Cardoso, Alice Barreto Bevitori; Silva, Isabela Leão Amaral da; Oliveira, Caroline Gomes de; Margem, Frederico Muylaert; Monteiro, Sergio Neves

DOI

10.5151/2594-5327-22913

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Resumo

Natural fibers obtained from cellulose-based plants are being used as reinforcement of polymer composite owing to both environmental and technical advantages. Jute fibers have in the past decades being investigated as possible reinforcement of polymer composites. One important technical characteristic of most lignocellulosic fibers is the bend flexibility, which allows them to resist impact forces. This work investigated the toughness behavior of epoxy matrix composites reinforced with up to 30% in volume continuous and aligned jute fibers by means of Charpy impact tests. Up to 30 wt% has been found that, as jute fibers is incorporated in the epoxy matrix, there is a significant increase in energy absorbed by the composite, measured in the Charpy impact. This result indicates higher toughness brought about by the jute fiber, the epoxy matrix composites investigated. Macroscopic observation of the postimpact specimens and SEM fracture analysis showed that longitudinal rupture through the jute fiber interface with the epoxy matrix is the main mechanism for the remarkable toughness of these composites.

 

Fibras naturais, obtidas a partir de plantas à base de celulose são utilizadas como reforço de compósitos poliméricos devido às vantagens tanto ambientais quanto técnicas. Nas últimas décadas as fibras de juta tem sido investigada como possível reforço de compósitos poliméricos. Uma característica técnica importante da maior parte das fibras lignocelulósicas é a flexibilidade de curvatura, o que lhes permite resistir a forças de impacto. Este trabalho investigou a tenacidade ao impacto de compósitos de matriz epóxi reforçados com fibras contínuas e alinhadas de juá com até 30 % em volume, por meio de ensaios de impacto Charpy. Com até 30% em peso, verificou-se que a medida que as fibras de juta são incorporadas na matriz epóxi, há um aumento significativo na energia absorvida pelo compósito, medida no impacto Charpy. Este resultado indica uma maior tenacidade provocada pela fibra de juta, nos compósitos de matriz epóxi investigados. A observação macroscópica das amostras após o impacto e análise microscópica da fratura mostrou que a ruptura longitudinal através da interface da fibra de juta com a matriz de resina epóxi é o principal mecanismo para a resistência notável destes compósitos.

Palavras-chave

Jute fibers; Epoxy composites; Charpy test; Fracture analysis.

Fibras de juta; Compósitos de epóxi; Ensaio Charpy; Analise da fratura.