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Desenvolvimento de compósitos de fibra de carbono/resina benzoxazina para aplicações aeroespaciais

Author(s): Oliveira, Luis Fernando de

Date: 2018

Persistent ID: http://hdl.handle.net/11449/154982

Origin: Oasisbr

Subject(s): Resina benzoxazina; Compósitos poliméricos; Cisalhamento interlaminar; Análises Térmicas; Fibras de caborno; Indústria aeroespacial; Resinas fenólicas; Benzoxazine resin; Polymer composites; Interlaminar shear; Thermal Analyzes; Resina benzoxazina; Resina benzoxazina; Compósitos poliméricos; Compósitos poliméricos; Cisalhamento interlaminar; Cisalhamento interlaminar; Análises Térmicas; Análises Térmicas; Fibras de caborno; Fibras de caborno; Indústria aeroespacial; Indústria aeroespacial; Resinas fenólicas; Resinas fenólicas; Benzoxazine resin; Benzoxazine resin; Polymer composites; Polymer composites; Interlaminar shear; Interlaminar shear; Thermal Analyzes; Thermal Analyzes


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Submitted by Luis Fernando de Oliveira (luisfernando.unesp@yahoo.com.br) on 2018-08-28T20:25:11Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_FINAL.pdf: 3325438 bytes, checksum: 9b9a7264a678891ff430e3508dc5bea4 (MD5)

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Com os avanços tecnológicos na engenharia, em particular na engenharia de materiais, materiais híbridos e materiais compósitos são desenvolvidos a cada ano. A busca do material adequado (alta resistência aliado ao baixo peso), novas oportunidades para estruturas de alto desempenho e com baixa massa específica, vem favorecendo o desenvolvimento em diversos setores, dentre estes o setor aeroespacial. Dando continuidade a esses avanços, o presente trabalho tem como um dos objetivos a caracterização de uma resina benzoxazina comercial XU 35610, via técnicas de infravermelho (FT-IR), termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), e posteriormente estabelecer um ciclo de cura para a mesma utilizando técnicas de análise térmica. Com o ciclo de cura definido processou-se a resina junto com fibra de carbono via moldagem por compressão a quente com o objetivo de produzir um compósito de fibra de carbono/resina benzoxazina. Este compósito foi caracterizado por técnicas de análise térmica (TGA e DSC), inspeção visual, avaliação por ultrassom e microscopia óptica. De posse deste compósito, estudou-se o comportamento da mecânica da fratura via ensaios de ILSS (Interlaminar Shear Strenght) e ENF (End-notched Flexure - Mode II), bem como por análise dinâmico-mecânica (DMA). Para os compósitos produzidos, observou-se por inspeção visual, que o laminado apresenta-se sem trincas e delaminações. Os resultados mostram que os compósitos de fibra de carbono/resina benzoxazina apresentam uma boa consolidação, uma temperatura de transição vítrea de 158°C e uma boa estabilidade térmica (medida por TGA) em aproximadamente 223°C. Para os resultados de caracterização mecânica via ensaio ILSS, os valores de resistência ao cisalhamento obtidos estão em torno de 45 MPa, e via ensaio ENF, o valor médio de GIIc em 437 J/m²

The technological advancements in engineering, particularly in materials engineering, hybrid materials and composite materials have been developed every year. The search for suitable material (high resistance combined with low weight), new opportunities for high performance structures with low specific weight, has favored the development in several sectors, among them the aerospace sector. The present work has as one of the objectives the characterization of a commercial benzoxazine resin XU 35610, via infrared techniques (FT-IR), thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and subsequently establishes a cure cycle for the polymer matrix using thermal analysis techniques. Since the curing cycle has defined the resin was processed along with carbon fiber by hot compression molding with the objective of producing a carbon fiber / benzoxazine resin composite. This composite was characterized by thermal analyses (TGA and DSC), visual inspection, ultrasonic evaluation and optical microscopy. In possession of this composite, the behavior of fracture mechanics was studied by ILSS (Interlaminar Shear Strenght) and ENF (End-notched Flexure - Mode II) as well as dynamic-mechanical analysis (DMA). The laminated was evaluated by visual inspection, in order to identify cracks and delaminations. The results show that carbon fiber/benzoxazine composites showed good consolidation, a glass transition temperature of 158°C and good thermal stability (measured by TGA) at approximately 223°C. For the results of mechanical characterization via the ILSS test, the values of shear strength are around 45 MPa, and via ENF, the mean value of GIIc is approximately 437 J/m²

312456/2014-0

Document Type Master thesis
Language Portuguese
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