Estudo e caracterização mecânica de compósitos reforçados com fibras naturais

Castro, Bruno Francisco Morte de

http://hdl.handle.net/10400.22/4625

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Authors

Castro, Bruno Francisco Morte de

Advisor(s)

Silva, João Francisco M. Gomes da

Nunes, João Pedro

Abstract(s)

As crescentes preocupações ambientais e a necessidade de um desenvolvimento sustentável tem proporcionado um grande interesse no estudo e desenvolvimento de materiais mais ecológicos e amigos do ambiente. No caso particular da indústria dos materiais compósitos, a utilização de fibras naturais de origem vegetal, em substituição das tradicionais fibras de vidro, tem aumentado significativamente nos últimos anos. Para além dos claros benefícios ecológicos, a utilização de fibras naturais em detrimento das fibras de vidro, possibilita também o fabrico de componentes com baixo peso, boas propriedades mecânicas, baixo custo, pouco abrasivos às ferramentas de produção e com boas propriedades de isolamento térmico e acústico. Contudo, existem também algumas limitações decorrentes da utilização de fibras naturais como reforço de materiais poliméricos, como exemplo, a possibilidade de emitirem odores e absorverem água, a falta de adesão entre as fibras e as matrizes e o facto de possuírem baixa resistência à temperatura. No presente trabalho, foram estudadas e analisadas as propriedades mecânicas de laminados de matriz termoendurecível de epóxido e poliéster, reforçados com várias camadas de tecido bidireccional de fibras de juta. Para além dos referidos laminados, foram também produzidos e estudados compósitos de matriz termoplástica biodegradável de PLA (ácido poliláctico), reforçados com fibras curtas de juta. Todos os compósitos produzidos foram sujeitos a ensaios de tracção e flexão e as suas propriedades foram comparadas. O tecido de juta utilizado como reforço dos compósitos fabricados, foi caracterizado através de vários ensaios, utilizados tipicamente na indústria têxtil. As propriedades extraídas destes ensaios, foram úteis para a previsão das propriedades mecânicas dos materiais compósitos fabricados.Por fim, foi realizada uma análise critica sobres todos os resultados extraídos dos ensaios efectuados.

The growing environmental issues and sustainable development concepts are pushing the research and development of more ecologically friendly material solution. In the composite materials industry the use of material fibers as alternative to more traditional glass fibers is increasing over time. Apart from evident ecological benefits, the use of material fibers allows the production of components with low weight, good mechanical proprieties, low cost and with a good insulation and thermal behavior. As disadvantages, the possibility of water retention, the poor fiber/matrix interface adhesion and the low temperature resistance are major problems. In this work, the mechanical proprieties of several jute reinforced composite material were determined and obtained result discussed. The studied matrices were: polyester, epoxy and PLA (Polylactic acid). The jute was obtained in fabric and the usual textile characterization tests were done in this reinforcement. Finally, the main conclusion obtained from all testing was presented.