Estudo de matrizes poliméricas em materiais compósitos avançados

Abstract

Resumo: Nas últimas décadas, os materiais compósitos avançados com matrizes poliméricas estão sendo cada vez mais empregados em projetos de aeronaves. As aplicações vão desde simples componentes internos de aeronaves, até peças estruturais extremamente críticas quanto aos quesitos de segurança, como por exemplo estabilizadores, sendo assim necessário um grande entendimento do comportamento mecânico destes materiais afim de evitar falhas catastróficas. Dentre os compósitos de matrizes poliméricas, os termorrígidos sempre foram muito utilizados neste segmento, porém recentemente as matrizes termoplásticas vêm ganhando um significativo espaço pelas suas vantagens quanto ao custo, versatilidade no processo de produção em série, resistência ao fogo e baixa absorção de umidade. As matrizes termoplásticas também destacam-se por sua resistência à fadiga, apresentando maior resiliência e limite de resistência iguais ou superiores quando comparados aos compósitos termorrígidos, além da capacidade de suportarem temperaturas de serviço mais elevadas. Nos ensaios de fadiga em compósitos com matrizes termoplásticas, notam-se que a propagação das trincas destes ocorre de forma dúctil, enquanto nos de matrizes termorrígidas estas apresentam uma propagação relativamente mais frágil. Evidentemente no aspecto da segurança, isto traz aos compósitos termoplásticos um grande interesse ao estudo de suas características para aplicações em aeronaves civis e militares.

Abstract: In the last decades, advanced composite materials with polymer matrix are increasingly employed in aircraft project. Applications range from simple internal aircraft components to extremely critical structural parts for safety requirements, such as stabilizers, so a great understanding of the mechanical behavior of these materials is necessary in order to avoid catastrophic failure. Among polymer matrixes, thermoset matrixes composites have always been widely used in this segment, but recently thermoplastic matrixes have been gaining significant space for their advantages in terms of cost, versatility in the series production process, fire resistance and low moisture absorption. The thermoplastic matrixes are also notable for their fatigue strength, presenting higher resilience and resistance limit equal or higher than thermoset composites, as well as the ability to withstand higher service temperatures. In fatigue tests on composites with thermoplastic matrices, it has observed that the crack propagation of these occurs in ductile form, while in the thermoset matrices these have a relatively more fragile propagation. Of course, in the safety aspect, this brings to the thermoplastic composites a great interest to the study of its characteristics for applications in civil and military aircraft.