Viabilidade da utilização de lâminas poliméricas híbridas com fibras sintéticas

Abstract

Um dos ramos que vem se tornando cada vez mais importante para a engenharia é a tecnologia de desenvolvimento de novos materiais que atendam a variadas condições de serviço, onde em sua maioria é atrelado a condições de propriedades de alto desempenho estrutural, minimização de custo, leveza, entre outros. Diante desta premissa, surge os materiais compósitos, utilizados em larga escala nos mais variados ramos tecnológicos, principalmente nos setores aeroespacial e automobilístico, onde atualmente vem se destacando os tecidos híbridos desenvolvidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi de verificar a viabilidade da utilização dos tecidos híbridos quando comparado as suas propriedades e o seu custo-benefício. Para isso foram avaliadas as propriedades mecânicas à tração em cinco lâminas (uma única camada) de compósito polimérico avaliando as principais fibras sintéticas (vidro, aramida e carbono) e seus respectivos tecidos híbridos (carbono/aramida e carbono/vidro) comparando suas propriedades e seu custo-benefício. Foram realizados neste trabalho ensaios de tração em corpos de prova seguindo a norma ASTM D3039 (2017) com o carregamento aplicado nas fibras sintéticas puras carbono, vidro, aramida e nas fibras sintéticas híbridas: carbono/vidro (aplicado na direção longitudinal da fibra de carbono 0° - urdume e na direção longitudinal da fibra de vidro 90° - trama); carbono/aramida (aplicado na direção longitudinal da fibra de carbono 0° - urdume e na direção longitudinal da fibra de aramida 90° - trama). O estudo demonstrou de forma geral que, com a utilização de lâminas híbridas é possível obter propriedades mecânicas excelentes à tração atrelado a uma grande viabilidade econômica, se destacando alguns efeitos positivos da hibridização: o ensaio de tração na lâmina carbono/vidro apresentou resultado semelhante a lâmina carbono/aramida (ambos no sentido carbono), justificando a utilização da hibridização do carbono/vidro por ter custo 41,56% menor comparado ao carbono/aramida; em relação a módulo de elasticidade a lâmina carbono/vidro direção carbono obteve resultado semelhante a lâmina de carbono, o que justifica a utilização da hibridização do carbono/vidro por ter 76,50% menor custo comparado ao carbono puro; em relação a densidade a lâmina de carbono/aramida obteve um decréscimo de 8% em relação a lâmina de carbono, apresentando características mecânicas semelhantes, o que torna mais viável a utilização da hibridização carbono/aramida por ter 24,68% menor custo comparado a lâmina de carbono puro. A partir desta pesquisa, foi possível evidenciar a influência da hibridização, mostrando suas vantagens e desvantagens em relação a comportamento mecânico e custo-benefício.