Efeito da fluoração superficial de fibras de aramida em compósitos à base de resina éster-vinílica com foco em comportamento de impacto
Resumo
Os materiais compósitos possibilitam a melhoria das propriedades mecânicas dos materiais associados a menores densidades favorecendo a proteção pessoal, de veículos e aeronaves militares. A poliaramida apresenta como vantagens, melhora nas propriedades mecânicas e térmicas do compósito, elevando o grau de dureza e impacto em desempenho balístico. Porém, as fibras de aramidas apresentam uma superfície química inerte e lisa que dificulta a interação com as resinas termorrígidas, criando consequentemente uma fraca adesão interfacial entre as fibras e a matriz. Assim, o objetivo deste trabalho é o tratamento superficial da fibra de aramida, para melhorar a reatividade da superfície das fibras, e a adesão interfacial entre a fibra e a matriz. Compósitos de aramida e resina éster-vinílica foram preparados por moldagem por compressão, e o tratamento superficial das fibras foi realizado com a ligação C-F e constatado a presença de ~ 2,5% de flúor (em massa) (dado qualitativo). Como resultados, os compósitos contendo fibras tratadas apresentaram menor teor de vazios (0,33 ± 0,36%) em relação aos compósitos de fibras não tratadas (4,67 ± 1,14%). Para os compósitos de fibras tratadas, também foram obtidos resultados inferiores de resistência à tração, resistência ao impacto, fator de amortecimento e fator de adesão, e resultados superiores para módulo de elasticidade, temperatura de transição vítrea, módulo de armazenamento e módulo de perda. Para o teste de Barra Hopkinson, foi observado que os compósitos de aramida tratada tornaram-se mais frágeis à medida que a taxa de deformação foi aumentada, diminuindo a absorção de energia com o aumento da deformação. Concluiu-se que o compósito de fibras tratadas apresentou maior adesão entre fibras e matriz, resultando em menor teor de vazios, maior rigidez, dissipação de energia, menor movimentação nos segmentos de cadeia e maior temperatura de transição vítrea. Porém, o tratamento das fibras tornou o compósito mais frágil, resultando na diminuição das propriedades de resistência ao impacto balístico em relação ao compósitos de fibras não tratadas.