Título

EFEITO DE NANOPLACAS DE GRAFENO E DO ENVELHECIMENTO TÉRMICO EM COMPÓSITO EPÓXI REFORÇADO COM TECIDO DE FIQUE: ANÁLISE DINÂMICO-MECÂNICA

EFFECT OF GRAPHENE NANOPLATES AND THERMAL AGING ON EPOXY COMPOSITE REINFORCED WITH STAY FABRIC: DYNAMIC-MECHANICAL ANALYSIS

Autoria

Oliveira, Michelle Souza; Figueiredo, André Ben-Hur da Silva; Monteiro, Sergio Neves; Pereira, Artur Camposo; Meliande, Natalin Michele; Ribeiro, Maria Eduarda Araújo

DOI

10.5151/2594-5327-39431

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Resumo

O envelhecimento artificial é definido como os processos de envelhecimento que são acelerados pela simulação do clima externo no laboratório. Por exemplo, calor e oxigênio são os principais fatores do processo de envelhecimento dos polímeros. Os mecanismos de envelhecimento por oxidação podem ser investigados através do monitoramento das propriedades mecânicas de um material exposto ao envelhecimento em forno/estufa por longo prazo, sendo esse denominado processo de envelhecimento acelerado por oxidação térmica. A análise dinâmico-mecânica, também conhecida como termodinâmico-mecânica, foi realizada no presente trabalho para obter informações do comportamento viscoelástico, tais 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) das amostras de compósitos reforçados com 40% em volume de tecido de fique, com adições de 0,1, 0,5 e 0,9% em massa de nanoplacas de grafeno, e envelhecidos termicamente. Como resultado destaca-se que houve aumento do E’ inicial com a incorporação de nanoplacas de grafeno. Com relação ao grupo controle do compósito houve redução de até 40% do E’, bem como houve redução considerável do pico de E" do GC C, de 56%, 48% e 49% para o GC 0,1%, GC 0,5% e GC 0,9%, respectivamente. O surgimento de um segundo pico no gráfico de tan δ para a condição envelhecida por 240 h para todas as condições de adição de nanoplacas.

 

Artificial aging is defined as aging processes that are accelerated by simulating the external climate in the laboratory. For example, heat and oxygen are key factors in the aging process of polymers. The mechanisms of aging by oxidation can be investigated by monitoring the mechanical properties of a material exposed to aging in an oven/stove for a long time, which is called accelerated aging process by thermal oxidation. The dynamic-mechanical analysis, also known as thermodynamic-mechanics, was performed in the present work to obtain information on the viscoelastic behavior, such as storage modulus (E'), loss modulus (E") and the ratio between these modules, tangent δ, and also the glass transition temperature (Tg) of the samples of composites reinforced with 40% by volume of fiber fabric, with additions of 0.1, 0.5 and 0.9% by mass of graphene nanoplates, and thermally aged. As a result, it is noteworthy that there was an increase in the initial E' with the incorporation of graphene nanoplates. Regarding the composite control group, there was a reduction of up to 40% of the E', as well as a considerable reduction in the E peak" of GC C, of 56%, 48% and 49% for GC 0.1%, GC 0.5% and GC 0.9%, respectively. The appearance of a second peak in the tan δ graph for the 240 h aged condition for all nanoplate addition conditions.

Palavras-chave

Análise dinâmico-mecânica; Fibra de Fique; Tecido de fibra natural; Matriz Epóxi; Polímero; Compósit

Dynamic-mechanical analysis; Fique Fiber; Natural fiber fabric; Epoxy Matrix; Polymer; Composite; th