Publicação
Caracterização mecânica e térmica de materiais compósitos reforçados com fibras naturais para a indústria automóvel
| Resumo: | O setor automóvel apresenta-se como uma das principais fontes de emissões de carbono para a atmosfera (23% das emissões globais). Deste modo, é importante promover medidas que visem diminuir este problema, com o intuito de alcançar a neutralidade carbónica nesta indústria. Uma das soluções será a transição para materiais “mais verdes”, como a utilização de compósitos reforçados com fibras naturais. Estes tipo de materiais têm suscitado um crescente interesse por parte da comunidade científica, devido às suas propriedades promissoras, nomeadamente, baixa densidade, baixo impacto ecológico e custo reduzido. No entanto, um dos principais desafios para a ampliação da sua utilização reside nas propriedades mecânicas e térmicas, que frequentemente ficam aquém das obtidas nos compósitos reforçados com fibras sintéticas, atualmente utilizados no setor automóvel. Assim, observa-se uma crescente tendência na literatura científica para a pesquisa de compósitos híbridos, isto é, materiais que promovem uma combinação das vantagens oferecidas tanto pelos compósitos sintéticos, como pelos naturais. Neste estudo foram analisados compósitos reforçados com fibras de bamboo, híbridos deste material com fibras sintéticas de aramida, carbono e vidro e compósitos reforçados com fibras de linho com diferentes tipos de tecidos (bidirecionais e biaxiais). Para fins de comparação, também foram analisados compósitos reforçados exclusivamente com fibras sintéticas (aramida, carbono e vidro). Todos os materiais foram submetidos a ensaios morfológicos, físicos, mecânicos, térmicos, estéticos, económicos e ecológicos. De uma forma geral, os resultados obtidos permitiram perceber que a hibridização melhorou as propriedades mecânicas dos compósitos reforçados somente com fibras naturais de bamboo e não afetou as propriedades térmicas dos mesmos. Também foi possível perceber que, ao nível da densidade, os melhores valores foram obtidos para os compósitos reforçados com fibras de bamboo e compósitos híbridos (com fibra de carbono e aramida), que correspondem a cerca de metade da densidade obtida para os compósitos reforçados com fibra de vidro. No caso dos compósitos reforçados com fibras de linho, os melhores resultados mecânicos (para tração e flexão) foram obtidos para os compósitos reforçados com os tecidos twill. Os compósitos reforçados com o tecido biaxial só atingiram valores superiores no parâmetro de energia de absorção de impacto. O comportamento térmico deste tipo de compósitos foi semelhante ao dos compósitos reforçados com fibras de bamboo. |
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| Autores principais: | Oliveira, Matilde Moreira Correia da Cunha |
| Assunto: | Fibras naturais Fibras sintéticas Compósitos poliméricos Processo de infusão a vácuo Hibridização Propriedades mecânicas Propriedades térmicas Sustentabilidade Indústria automóvel |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | O setor automóvel apresenta-se como uma das principais fontes de emissões de carbono para a atmosfera (23% das emissões globais). Deste modo, é importante promover medidas que visem diminuir este problema, com o intuito de alcançar a neutralidade carbónica nesta indústria. Uma das soluções será a transição para materiais “mais verdes”, como a utilização de compósitos reforçados com fibras naturais. Estes tipo de materiais têm suscitado um crescente interesse por parte da comunidade científica, devido às suas propriedades promissoras, nomeadamente, baixa densidade, baixo impacto ecológico e custo reduzido. No entanto, um dos principais desafios para a ampliação da sua utilização reside nas propriedades mecânicas e térmicas, que frequentemente ficam aquém das obtidas nos compósitos reforçados com fibras sintéticas, atualmente utilizados no setor automóvel. Assim, observa-se uma crescente tendência na literatura científica para a pesquisa de compósitos híbridos, isto é, materiais que promovem uma combinação das vantagens oferecidas tanto pelos compósitos sintéticos, como pelos naturais. Neste estudo foram analisados compósitos reforçados com fibras de bamboo, híbridos deste material com fibras sintéticas de aramida, carbono e vidro e compósitos reforçados com fibras de linho com diferentes tipos de tecidos (bidirecionais e biaxiais). Para fins de comparação, também foram analisados compósitos reforçados exclusivamente com fibras sintéticas (aramida, carbono e vidro). Todos os materiais foram submetidos a ensaios morfológicos, físicos, mecânicos, térmicos, estéticos, económicos e ecológicos. De uma forma geral, os resultados obtidos permitiram perceber que a hibridização melhorou as propriedades mecânicas dos compósitos reforçados somente com fibras naturais de bamboo e não afetou as propriedades térmicas dos mesmos. Também foi possível perceber que, ao nível da densidade, os melhores valores foram obtidos para os compósitos reforçados com fibras de bamboo e compósitos híbridos (com fibra de carbono e aramida), que correspondem a cerca de metade da densidade obtida para os compósitos reforçados com fibra de vidro. No caso dos compósitos reforçados com fibras de linho, os melhores resultados mecânicos (para tração e flexão) foram obtidos para os compósitos reforçados com os tecidos twill. Os compósitos reforçados com o tecido biaxial só atingiram valores superiores no parâmetro de energia de absorção de impacto. O comportamento térmico deste tipo de compósitos foi semelhante ao dos compósitos reforçados com fibras de bamboo. |
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