62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

ECOMATERIAL UMA ALTERNATIVA PARA O DESENVOLVIMENTO DA INDÚSTRIA

Camila Cruz da Silva 1 Ricardo Alex Dantas Cunha 1 Renata Carla Tavares dos Santos Felipe 1

1. Depto. Acadêmico de Indústria - Instituto federal de Educação Ciências e Tecnolo

INTRODUÇÃO:

Com o desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias ocorre á necessidade de se conhecer e adaptar determinados materiais para que venham substituir os materiais comumente utilizados no dia a dia como por exemplos os metálicos, os poliméricos entre outros. Diante deste contexto, os materiais compósitos surgiram, pois estes materiais quando fabricados visam atender as necessidades de projeto e consequentemente de mercado. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de três compósitos formados por uma matriz polimérica e um reforço fibroso de sisal. Este tipo de fibra vem sendo bastante utilizada na indústria automobilística, pois é de fontes renováveis, é ecologicamente correta e desenvolvem a região onde estes são produzidos, gerando emprego e renda para a população dessas regiões. Para o reforço foram desenvolvidos três tecidos de fibras de sisal, com diferentes configurações sendo um tecido tipo plano, outro plano tipo basket 2 x2 e o terceiro do tipo cetim ( 4HS). Após a confecção destes tecidos foram fabricados os compósitos (poliéster/ fibras de sisal), mediante o processo de laminação manual (hand- lay- up). Após a confecção dos compósitos foram avaliadas as propriedades mecânicas de flexão em três pontos de ambos, de acordo com a norma ASTM D 790.

METODOLOGIA:

Para o desenvolvimento do trabalho foi confeccionado três tecidos em um tear manual possuindo estes 15 fibras de sisal por mechas, onde as mechas foram dispostas e organizadas de tal forma que os tecidos obtidos tivessem três configurações diferentes como a plana, a plana basket 2 x 2, e a configuração cetim , sendo estes formados por cabos da trama que entrelaçam acima e abaixo o urdume para o tecido plano; o plano basket 2 x 2 , possui dois cabos da trama entrelaçam dois cabos do urdume e o cetim 4 HS tem a sua configuração três cabos acima e um abaixo. Após a obtenção destes tecidos foram confeccionados mediante o processo de fabricação de laminação manual, os compósitos usando a matriz de poliéster a uma temperatura ambiente de aproximadamente 26 0C. Feito isto, foram obtidos corpos de provas para a determinação das propriedades de flexão usando a norma ASTM D790, respectivamente para ambos compósitos. Utilizando para a matriz do compósito a resina poliéster ortoftálica insaturada L-120/08 pré-acelerada, fabricada pela NOVOCOL, com densidade entre 1,10 e 1,15g / cm³; viscosidade BROOKFIELD, a 25 ºC, entre 260 e 300 cP. Como sistema de cura para a resina foi utilizado o catalisador o metil-etil-cetona (MEKP), fabricada pela AKZO NOBEL. A resina foi catalisada a 1%.

RESULTADOS:

No que podemos observar sobre o limite de resistência a flexão dos compósitos reforçados com tecido de sisal plano, plano basket 2 x 2 e cetim (4HS), é que o material que apresentou melhor desempenho mecânico foi o compósito reforçado com tecido de sisal do tipo basket 2 x 2 obteve uma resistência à flexão de (73,4 ± 22) MPa sendo um aumento de 61 % em relação ao tecido plano que foi de (45,4 ± 12) MPa e de 15 % em relação ao compósito reforçado com tecido de sisal do tipo cetim (4HS) sendo (51,4 ± 6) MPa, isso mediante uma média, realizada com cinco corpos de prova. Em relação ao módulo de elasticidade o material que apresentou maior rigidez foi o compósito reforçado com um tecido de sisal do tipo plano basket 2 x 2 sendo este valor de (1,6 ± 0,7) GPa. Quando comparado com os outros tipos de tecidos, este material obteve um rigidez cerca de 100 % maior quando comparado ao compósito reforçado com tecido de sisal do tipo cetim (4HS) que deu um valor de (0,8 ± 0,36) GPa e 25 % maior quando comparado ao compósito reforçado com tecido de sisal do tipo plano ( 1,28 ± 0,41).

CONCLUSÃO:

Conforme os resultados apresentados, o material que obteve melhor desempenho mecânico foi o compósito reforçado com um tecido de sisal, tendo a sua configuração basket 2 X 2. Sendo que o material que apresenta menor quantidade de pontos de tensões (pontos gerados pelo entrelaçamento da trama no urdume) é o tecido cetim (4HS), sendo que a troca das posições do tecido quebra a simetria do laminado causando distorções na cura do material diminuindo assim a sua resistência a flexão. Destacamos também a utilização da fibra de sisal ser muito promissora, apesar de já terem alguns estudos sobre a mesma, porém é interessante haver um aprofundamento quanto às várias configurações de tecidos, tornando-se a mesma atrativa para a utilização em elemento estrutural, já que a mesma é mais econômica do que as fibras sintéticas, como a fibra de vidro, por exemplo, destacando também que o Rio Grande do Norte é o terceiro maior produtor desta, e com a introdução dela no mercado de compósitos aumenta com esse processo, a renda e o emprego no campo, principalmente na região do Mato Grande/ RN, que é a área, que no estado do Rio Grande do Norte apresenta uma maior extensão do cultivo da fibra.

Instituição de Fomento: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte

Palavras-chave: Fibras de Sisal, Propriedades Mecânicas, Compósitos.