Este trabalho apresenta o desenvolvimento de compósitos estruturais de politetrafluoretileno (PTFE) com fibras de vidro contínuas e tem como objetivo a obtenção de um compósito com propriedades mecânicas que possibilite o uso em aplicações estruturais e que mantenham as características inerentes do PTFE sem reforços, tais como: baixo coeficiente de atrito, baixa interação química e elevada temperatura de trabalho. O PTFE é um polímero termoplástico, mas sua elevada viscosidade no estado fundido impede a utilização de moldagem por injeção. Componentes fabricados com PTFE são geralmente obtidos por compactação a frio do material granulado seguido de tratamento térmico. Neste estudo foi desenvolvida uma metodologia de fabricação de um laminado de PTFE e fibras contínuas, a partir do empilhamento, prensagem e tratamento térmico, de tecidos de fibra de vidro impregnados com PTFE. Foram estudadas as influências dos parâmetros de fabricação (prensagem e tratamento térmico) e de mecanismos que levam à degradação do laminado durante a fabricação, nas propriedades mecânicas finais dos compósitos. Foi também estudada a adição de uma quantidade complementar de PTFE ao laminado, com o intuito de se averiguar a possibilidade de se obter compósitos com revestimentos mais espessos de PTFE. O laminado foi avaliado por meio de ensaios de flexão 3-pontos e tração, para verificação dos ganhos na rigidez e resistência mecânica frente ao PTFE puro e por um ensaio de adesão fibra-matriz, baseado na norma ASTM D3167-03a. Como resultados, foram encontrados valores expressivos de resistência máxima aproximadamente 165 MPa e rigidez módulo de elasticidade de aproximadamente 14 GPa para valores adequados de processo de fabricação que minimizam efeitos de degradação dos laminados durante a fabricação. O trabalho mostrou a viabilidade de fabricação dos compósitos propostos e indicou uma rota a ser seguida para esta fabricação. / This work presents a study of the manufacturing of Polytetrafluoretylene (PTFE) composite with continuous fibres, which has the purpose of obtaining a composite with mechanical properties equivalent or better than that of engineering polymers, but that preserve the characteristics of PTFE products with no reinforcement (as low friction coefficient, low chemical interaction and high work temperature amplitude). The PTFE is a thermoplastic material, however its high molten viscosity prevents the use of melt injection techniques, and its components are obtained through cold compaction process followed by sintering. In this study it is proposed a methodology of PTFE laminate with continuous fibre manufacturing. The laminate was obtained by the pilling of PTFE-coated glass-fibre fabric in a metallic mold for the pressing and that were sinterised afterwards. The mechanisms that lead to degradation of the laminate and process parameters which influence the final mechanical properties of the product were speciafied. It was also studied the possibility of addition of a larger quantity of PTFE to the laminate in order to verify the possibility of making continuous laminate coating. The material was analysed through three-point bending test and tensile test applied to the manufactured test specimen to verify the gains of mechanical stiffness and strength in comparison to the pure PTFE and an adhesion test based on ASTM D3167-03a. The experimental results showed significant values of mechanical stiffness and strength for appropriate values of process parameters that minimize the effects of degradation of the laminate.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de compósitos estruturais de politetrafluoretileno (PTFE) com fibras de vidro contínuas e tem como objetivo a obtenção de um compósito com propriedades mecânicas que possibilite o uso em aplicações estruturais e que mantenham as características inerentes do PTFE sem reforços, tais como: baixo coeficiente de atrito, baixa interação química e elevada temperatura de trabalho. O PTFE é um polímero termoplástico, mas sua elevada viscosidade no estado fundido impede a utilização de moldagem por injeção. Componentes fabricados com PTFE são geralmente obtidos por compactação a frio do material granulado seguido de tratamento térmico. Neste estudo foi desenvolvida uma metodologia de fabricação de um laminado de PTFE e fibras contínuas, a partir do empilhamento, prensagem e tratamento térmico, de tecidos de fibra de vidro impregnados com PTFE. Foram estudadas as influências dos parâmetros de fabricação (prensagem e tratamento térmico) e de mecanismos que levam à degradação do laminado durante a fabricação, nas propriedades mecânicas finais dos compósitos. Foi também estudada a adição de uma quantidade complementar de PTFE ao laminado, com o intuito de se averiguar a possibilidade de se obter compósitos com revestimentos mais espessos de PTFE. O laminado foi avaliado por meio de ensaios de flexão 3-pontos e tração, para verificação dos ganhos na rigidez e resistência mecânica frente ao PTFE puro e por um ensaio de adesão fibra-matriz, baseado na norma ASTM D3167-03a. Como resultados, foram encontrados valores expressivos de resistência máxima aproximadamente 165 MPa e rigidez módulo de elasticidade de aproximadamente 14 GPa para valores adequados de processo de fabricação que minimizam efeitos de degradação dos laminados durante a fabricação. O trabalho mostrou a viabilidade de fabricação dos compósitos propostos e indicou uma rota a ser seguida para esta fabricação. / This work presents a study of the manufacturing of Polytetrafluoretylene (PTFE) composite with continuous fibres, which has the purpose of obtaining a composite with mechanical properties equivalent or better than that of engineering polymers, but that preserve the characteristics of PTFE products with no reinforcement (as low friction coefficient, low chemical interaction and high work temperature amplitude). The PTFE is a thermoplastic material, however its high molten viscosity prevents the use of melt injection techniques, and its components are obtained through cold compaction process followed by sintering. In this study it is proposed a methodology of PTFE laminate with continuous fibre manufacturing. The laminate was obtained by the pilling of PTFE-coated glass-fibre fabric in a metallic mold for the pressing and that were sinterised afterwards. The mechanisms that lead to degradation of the laminate and process parameters which influence the final mechanical properties of the product were speciafied. It was also studied the possibility of addition of a larger quantity of PTFE to the laminate in order to verify the possibility of making continuous laminate coating. The material was analysed through three-point bending test and tensile test applied to the manufactured test specimen to verify the gains of mechanical stiffness and strength in comparison to the pure PTFE and an adhesion test based on ASTM D3167-03a. The experimental results showed significant values of mechanical stiffness and strength for appropriate values of process parameters that minimize the effects of degradation of the laminate.

This thesis examines the manufacturing process of a novel flax fibre polypropylene composite material, focusing on understanding the process and its influencing factors. The composite was manufactured using pre-impregnated twill-woven flax fibre sheets (AmpliTex 5040 – PP) as outer layers and two core layers of pre-impregnated polypropylene sheets reinforced with short, randomly oriented natural fibres (NfPP). The manufacturing process involved preheating the material to core temperatures of 180°C, 190°C, or 200°C, followed by compression moulding with tool gaps of 3.0 mm, 3.2 mm, and 3.4 mm. The study found that the core temperature after preheating did not significantly affect the composite's thickness or layer compaction. However, the tool gap exhibited a significant effect, with an increase in thickness with larger tool gaps. The lowest deviation from the tool gap size was observed at 3.2 mm. The compaction of the AmpliTex 5040 – PP layers demonstrated no dependency on the tool gap, while the NfPP layers exhibited the highest compaction at a gap size of 3.0 mm. Thermal degradation analysis indicated that flax fibre is the most critical component, with higher core temperatures reducing the ultimate tensile strength and fracture strain of the composite material. The maximum tensile properties were observed for materials preheated to 180°C during manufacturing. The manufacturing process demonstrated an improvement in reproducibility compared to previous methods, although substantial variance in thickness remained.