Influência da temperatura no desempenho mecânico de compósitos PEI/fibras de vidro

Abstract

Os compósitos poliméricos vêm ganhando grande destaque devido aos avanços tecnológicos conquistados pelas indústrias, principalmente a aeroespacial. Estes avanços têm como uma de várias finalidades a obtenção de compósitos com baixa massa específica associada às elevadas resistência mecânica e rigidez. Comparando os compósitos termoplásticos aos termorrígidos, pode ser destacado como suas principais vantagens: processamento mais rápido pela ausência de um ciclo de cura; baixa absorção de umidade; excelente resistência química; maior temperatura de serviço; baixo custo de transporte e estocagem; maior resistência ao impacto; maior rigidez e a possibilidade de serem reciclados. Devido às grandes variações de temperatura que estes materiais estão sujeitos durante sua vida útil como artefatos de aplicação aeronáutica, é de extrema importância a realização de estudos do seu comportamento mecânico a elevadas temperaturas, uma vez que a estas temperaturas as propriedades do compósito podem ser modificadas. O presente trabalho visa avaliar o comportamento mecânico (tração, fadiga e cisalhamento interlaminar, tanto em temperatura ambiente como a 80 °C) de compósitos termoplásticos de matriz PEI (poli(éter-imida)) reforçados com fibras de vidro. Observou-se que os valores de resistências à tração, cisalhamento e fadiga do laminado PEI/fibras de vidro foram superiores aos encontrados para o laminado de epóxi/fibras de vidro. Entretanto, em todos os casos foram observadas quedas significativas nas propriedades mecânicas obtidas a 80 °C, em comparação com aquelas à temperatura ambiente.

Polymeric composites have been used due to the technological progress in industries, mainly the aerospace. These advances are aimed at obtaining composites with low specific gravity associated with high mechanical properties and stiffness. The main advantages of thermoplastics over thermoset laminates include: fast processing due to the absence of a cure cycle, low moisture absorption, excellent chemical resistance; higher service temperature; low costs of transport and storage, higher impact resistance; higher stiffness and possibility of recycling. It is therefore important to investigate the mechanical properties at high temperatures since these materials are subjected to large temperature variations in aeronautical applications. This work is aimed at evaluating the mechanical properties (tensile, fatigue and interlaminar shear behavior) of PEI reinforced with glass fiber at 25 and 80 °C. The tensile, shear and fatigue stresses for PEI/glass fiber were found to be higher than in epoxy/glass fiber laminates. However, in all cases a significant deterioration in the mechanical properties was observed at 80 °C in comparison to those at room temperature.