Estudo do processo de envelhecimento acelerado em compósitos estruturais tipo sanduíche contendo lâminas de alumínio e anéis de bambu
Processo de Envelhecimento, Painel sanduíche, Bambu, Planejamento estatístico, Sustentabilidade, Propriedades mecânicas
Painéis-sanduíche tem sido utilizados em diversas aplicações, desde artigos esportivos, embalagens, componentes de suporte de carga para diversos setores, incluindo a indústria aeronáutica e aeroespacial. Além do reuso e reciclagem de materiais, os materiais naturais têm ganhado destaque em projetos de novos produtos sustentáveis e biodegradáveis, a fim de minimizar o impacto ambiental. Este projeto de pesquisa tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento de novos materiais estruturais e de caráter ecológico por meio do uso de bambu. Este trabalho investiga os efeitos do envelhecimento acelerado nas propriedades mecânicas de painéis-sanduíche constituído de faces de alumínio e núcleo de anéis de bambu organizados de forma hexagonal, com e sem afastamento colados com adesivo de base biológica provenientes do óleo de mamona. A tese de doutorado foi dividida em três capítulos. O primeiro capítulo consiste na caracterização das fases da estrutura sanduíche, incluindo dois tipos de alumínio, o bambu e o polímero a base de mamona. As propriedades foram determinadas antes e depois de um processo de envelhecimento acelerado por meio da ação de 100% de umidade em dois períodos (8 dias e 30 dias). Além disso, realizou-se o estudo do envelhecimento natural dos constituintes após um período de 2 anos. O segundo capítulo consiste no estudo das propriedades físicas e mecânicas dos compósitos-sanduíche incluindo densidade equivalente e flexão em três pontos. Painéis fabricados com núcleo de bambus do tipo HCP (Hexagonal compactado) e HSP (Hexagonal espaçado) foram avaliados utilizando dois tipos de faces, alumínio ASTM 2024 T3 e ASTM 3105. O terceiro capítulo consiste no estudo das propriedades físicas e mecânicas dos compósitos-sanduíche descritos anteriormente, porém após o envelhecimento acelerado por umidade em períodos de 8 dias e 30 dias com 50% e 100% de umidade. O bambu, submetido ao envelhecimento natural, evidenciou um aumento nas propriedades físicas e mecânicas, especificamente em relação ao módulo de elasticidade e à resistência mecânica. No entanto, em condições de umidade, observou-se uma diminuição de suas propriedades. Por outro lado, o polímero de base vegetal, quando exposto à umidade, revelou um incremento notável nas propriedades físicas e mecânicas, destacando-se especialmente nas propriedades à compressão. O maior espaçamento (HSP) reduziu as tensões de face e o módulo de cisalhamento do núcleo. No entanto, o módulo de flexão teórico de painéis com núcleo de anel com espaçamento é aumentado em 44% em comparação com a condição original. Nos ensaios de envelhecimento dos painéis, a redução na tensão e capacidade de carga, foi atribuída à diminuição da resistência adesiva.