Estudo do comportamento mecânico e balístico de um compósito híbrido laminado reforçado com manta de curauá e tecido de poliamida aromática após exposição às radiações ultravioleta e gama

Abstract

No presente trabalho, utilizou-se um composto híbrido laminado de matriz termorrígida (poliéster) reforçada com manta de curauá e tecido de poliaramida, o qual, foi exposto a radiação ultravioleta e gama, afim de estudar a degradação ocorrida no mesmo. Estes foram avaliados por meio de análises físico-químicas (espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e determinação do grau de reticulação e teor de inchamento da resina, para identificar a possível mudança estrutural em cada constituinte do compósito final), ensaios mecânicos (impacto Charpy e flexão em 3 pontos) e ensaios balísticos. Os ensaios mecânicos e balísticos foram avaliados segundo o tipo de falha ocorrida por meio de exames visuais e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises físico-químicas mostraram que os tempos e doses de radiação empregada produziram nas fibras de curauá cisões na sua cadeia macromolecular, diminuindo o peso molecular das fibras e acarretando degradação de seus componentes cristalinos. Os resultados dos ensaios mecânicos e balístico, foram influenciados pelo teor e disposição das fibras de curauá nas camadas externas do compósito. As análises físico-químicas mostraram que, dependendo dos tempos e doses de exposição às radiações UV-B e gama, uma reticulação entre as superfícies das fibras naturais com a matriz pode ocorrer, provocando uma maior adesão entre fibra/matriz por meio de ligações intermoleculares, ou, uma menor, caso não ocorra essas ligações. A resistência à flexão dos compósitos híbridos e laminados decrescem quando irradiados por UV-B e gama, nas condições estudadas, tendo a falha atribuída principalmente pela delaminação entre as camadas. Os resultados de impacto Charpy não foram considerados válidos, visto que não houve fratura total dos corpos de provas. Porém, os resultados demostraram uma tendência no aumento da resistência ao impacto dos compósitos após todas as condições de radiação. Esses resultados foram atribuídos a uma possível reticulação entre a resina e a celulose, resultando numa maior adesão fibra/matriz das camadas externas do compósito. Os resultados do ensaio balístico mostraram que as radiações influenciaram na resistência balística dos compósitos, pois o efeito combinado entre fibra e matriz, propiciou a diminuição do peso molecular e o aumento da rigidez do material, favorecendo a delaminação no mesmo. Todavia, a fragilidade da manta de curauá prevaleceu sobre o processo de delaminação dos compósitos, resultando em uma diminuição da resistência balística.