Análise torsional comparativa entre laminados de fibras de vidro e sisal em compósitos tubulares

Abstract

Os materiais compósitos têm sido estudados e validados pelos mais distintos testes, no entanto, o estudo sobre a torção envolvendo tubos desses materiais ainda é um conteúdo escasso. Estruturas tubulares são comuns aos mais diversos campos da engenharia, e os materiais compósitos, especialmente os reforçados com fibras sintéticas e naturais, podem contribuir para o avanço tecnológico da indústria, associando boa resistência e baixa densidade. Neste contexto, este trabalho busca uma caracterização de tubos manufaturados em compósitos submetidos a torção. Os tubos desenvolvidos nesse projeto foram obtidos a partir da pré-impregnação das fibras de vidro e fibra de sisal com resina epóxi como matriz. Os pré-impregnados ou prepregs podem ser definidos como fibras previamente impregnadas com uma resina e quando atingem o seu estado de gel são congeladas, podendo ser moldadas e utilizadas posteriormente, se mantidas em condições ideais, muito depois de sua fabricação. Neste trabalho, o método hand lay-up foi utilizado para a obtenção dos prepregs. Como citado anteriormente, duas variedades de fibras foram utilizadas, a fibra de vidro e a fibra de sisal sendo classificadas como fibra sintética e fibra natural respectivamente. A fibra de sisal foi previamente tratada com hidróxido sódio (NaOH) 5% (m/v), para que sua adesão a fibra/matriz ocorresse de forma mais efetiva. Para garantir a melhor condição de comparação entre as duas fibras, a proporção de volume de fibra/matriz para ambas foi a mesma, sendo 30 %v do material fibroso e 70% (v/v) matriz para todos os corpos de prova. O corpo de prova foi obtido a partir do método de roll wrap, onde o prepreg foi enrolado manualmente a partir de um molde tubular. Para a sequência deste trabalho, os corpos de prova foram submetidos a testes de torção onde foi resultado um gráfico relacionando o torque aplicado a uma deformação, com esses dois parâmetros foi possível obter o módulo de torção dos matérias, que foram comparados e estudados. A fibra de vidro obteve melhores valores individuais quando observado apenas os resultados mecânicos com o módulo de torção cerca de 46% maior que a fibra de sisal, no entanto a fibra de sisal se mostrou bastante aplicável caso bem avaliada, podendo substituir a de vidro dependendo do projeto a ser analisado.