Análise do efeito higrotérmico no comportamento em fadiga de compósitos de PPS/fibras de carbono

Abstract

O contínuo crescimento na utilização de compósitos termoplásticos em componentes estruturais na indústria aeroespacial deve-se, primordialmente, à flexibilidade de projeto, excelência de suas propriedades mecânicas e baixa massa específica, aliadas aos elevados valores de resistência mecânica e rigidez e baixa incidência de corrosão, atendendo aos severos requisitos de desempenho quando em serviço dessas estruturas. Componentes com exigências estruturais, quando expostos a ambientes agressivos como elevada temperatura e umidade, podem ter suas propriedades mecânicas sensibilizadas por esses fatores ambientais, e devem ser cuidadosamente avaliados antes de serem colocados em serviço. em função do que foi exposto este trabalho tem como objetivo contribuir para a avaliação do efeito higrotérmico na resistência à fadiga do compósito termoplástico PPS/fibras de carbono. Os materiais estudados foram cedidos pela empresa holandesa TenCate, fornecedora de laminados da Airbus e EMBRAER. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que compósitos de PPS/fibras de carbono apresentam um aumento nos valores de resistência à tração quando condicionados higrotermicamente, devido à plasticização desta matriz polimérica, aumentando, consecutivamente, sua tenacidade à fratura. Entretanto, a partir dos ensaios realizados, foi constatado que o condicionamento higrotérmico não alterou de forma significativa o comportamento de vida em fadiga dos laminados PPS-C.

The continued growth in the use of polymer composites in structural components in the aerospace industry is due primarily to the design flexibility, excellent mechanical properties and low density, combined with the high values of mechanical strength and stiffness and low incidence of corrosion, with which these structures meet several performance requirements when in service. Components with structural requirements may have their mechanical properties affected when exposed to harsh environments such as high temperature and humidity, and should be carefully evaluated before being put into service. The aim of the present work is to evaluate the hygrothermal effect on the fatigue resistance of thermoplastic PPS/carbon fiber composite. These laminates were obtained from TenCate Company, which provides composite laminates to Airbus and Embraer. PPS/carbon fibers composites exhibited increased tensile strength under hygrothermal conditioning due to plasticization of the polymer matrix, with the fracture toughness being also increased. In contrast, the hygrothermal conditioning did not alter significantly the behavior of fatigue life of laminates from PPS/carbon fiber composite.