Defesa de Rogério Albergaria de Azevedo Junior 11 de abr 2025

Título: CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS POLIMÉRICOS REFORÇADOS COM FIBRAS DE JUTA E LINHO: PROPRIEDADES MECÂNICAS E DESEMPENHO DE JUNTAS ADESIVAS

Resumo:

A crescente demanda por materiais ambientalmente sustentáveis, com menor pegada de carbono e maior reciclabilidade, tem aumentado nas últimas décadas. Nesse contexto, os compósitos reforçados com fibras naturais (CRFNs) têm se destacado como alternativas promissoras aos materiais tradicionais, oferecendo uma solução ecológica que pode mitigar a pegada de carbono e fornecer boas propriedades mecânicas. No entanto, o uso de CRFNs se restringe, em grande parte, a componentes não estruturais devido à variabilidade das propriedades mecânicas das fibras naturais. Uma abordagem eficaz para aprimorar essas propriedades é a hibridização, que combina diferentes tipos de fibras em uma única matriz. Assim, este estudo investigou o efeito da hibridização interlaminar com fibras de juta e linho, explorando suas propriedades mecânicas e sua aplicação em juntas adesivas visando contribuições para expandir o uso de CRFNs em aplicações estruturais. Compósitos híbridos interlaminares foram fabricados por moldagem por compressão, com um núcleo de 5 camadas de tecidos bidimensionais de juta, envolvido simetricamente por 1, 2 e 3 camadas externas de tecidos de linho unidirecional ou sarja (twill). Para fins de comparação, também foram preparados compósitos puros de linho e de juta, com 11 camadas de tecido cada. Os ensaios experimentais foram divididos em duas etapas: a primeira consistiu na caracterização mecânica com testes de tração, flexão e impacto, e a segunda envolveu a avaliação de cargas de falha e modos de falha em juntas de sobreposição simples com aderentes reforçados com 2 e 3 camadas externas de linho. Os resultados mostraram que a resistência à tração aumentou significativamente com o aumento do número de camadas de linho. As amostras reforçadas com 3 camadas de linho unidirecional e sarja (twill) apresentaram os melhores casos em resistência à tração, com um aumento de aproximadamente 64% e 45%, respectivamente, em comparação com o compósito puro de juta. A resistência à flexão aumentou progressivamente até as amostras com 2 camadas externas de linho, atingindo aumentos de aproximadamente 58% para a configuração unidirecional e 40% para a sarja (twill) em comparação com a juta pura. A adição de uma terceira camada não resultou em ganhos significativos, indicando uma estabilização do desempenho. Sob impacto, todos os compósitos híbridos tiveram maior energia de impacto que a juta pura. A amostra com 3 camadas de linho UD destacou-se, com 75% a mais de energia de impacto que a juta pura e 11% a mais que o linho UD puro. Na análise do desempenho das juntas, observou-se que as cargas e modos de falha foram semelhantes entre as juntas com aderentes híbridos de juta/linho e as de linho puro. As arquiteturas dos tecidos, como o padrão de torção e a orientação das fibras, provavelmente influenciaram esses comportamentos, contribuindo para a similaridade nos modos de falha. Esses resultados demonstram a eficácia da hibridização interlaminar como uma técnica promissora para o avanço do uso de CRFNs em aplicações estruturais.

Palavras-chave: Compósitos híbridos; fibras naturais; hibridização; juntas adesivas.

Orientadora: Profa. Ph.D. Doina Mariana Banea (Presidente - PPEMM - CEFET/RJ)

Banca examinadora:

Presidente, Professora Dra. Doina Mariana Banea (CEFET/RJ) (orientadora)

Professor Dr. Hector Reynaldo Meneses Costa (CEFET/RJ)

Professora Dra. Rosemere de Araújo Alves Lima (IST/IDMEC - Instituto de Engenharia Mecânica / Portugal).

Data: 11 de abril de 2025

Horário: 10:00

Local: Vídeo conferência – Teams

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