A utilização de materiais compósitos poliméricos em elementos estruturais requer o conhecimento do comportamento durante a vida em serviço. A garantia da integridade destes elementos estruturais de compósitos demanda um estudo do comportamento dependente do tempo, por causa da sua resposta viscoelástica e das inúmeras possibilidades de configurações de fabricação. No presente estudo, foram realizados ensaios de fluência e ruptura por fluência em tração em compósitos unidirecionais fabricados com resina epoxídica e fibra de carbono de alta resistência, com os ângulo das fibras a 60º e 90º em relação à direção do carregamento, nas temperaturas de 25 e 70 ºC. A caracterização viscoelástica do compósito foi realizada por meio das curvas de fluência a vários níveis de carregamento constante em períodos de 1000 h, obtenção do envelope de ruptura por fluência pelas curvas de ruptura por fluência, a determinação da transição do comportamento linear para não linear pelos gráficos isócronos e ainda a comparação das curvas de flexibilidade à fluência com um modelo de predição de comportamento viscoelástico fundamentado na equação de Schapery. Pelos ensaios foi constatada uma modificação no comportamento do material, com relação à resistência, rigidez e deformação, demonstrando que estas propriedades foram afetadas pelo tempo e nível de tensão, especialmente em temperatura de trabalho acima da ambiente. O modelo de predição foi capaz de representar o comportamento à fluência, entretanto deve ser considerada a determinação dos termos das equações, além da variação destes com a tensão aplicada e o tempo decorrido de ensaio. / One of the main requirements for the use of fiber-reinforced polymer matrix composites in structural applications is the evaluation of their behavior during service life. The warranties of the integrity of these structural components demand a study of the time dependent behavior of these materials due to viscoelastic response of the polymeric matrix and of the countless possibilities of design configurations. In the present study, creep and creep rupture test in stress were performed in specimens of unidirectional carbon fiber-reinforced epoxy composites with fibers orientations of 60º and 90º, at temperatures of 25 and 70 ºC. The aim is the viscoelastic characterization of the material through the creep curves to some levels of constant tension during periods of 1000 h, the attainment of the creep rupture envelope by the creep rupture curves and the determination of the transition of the linear for non-linear behavior through isochronous curves. In addition, comparisons of creep compliance curves with a viscoelastic behavior prediction model based on Schapery equation were also performed. For the test, a modification was verified in the behavior of the material, regarding the resistance, stiffness and deformation, demonstrating that these properties were affected for the time and tension level, especially in work temperature above the ambient. The prediction model was capable to represent the creep behavior, however the determination of the equations terms should be considered, besides the variation of these with the applied tension and the elapsed time of test.

A utilização de materiais compósitos poliméricos em elementos estruturais requer o conhecimento do comportamento durante a vida em serviço. A garantia da integridade destes elementos estruturais de compósitos demanda um estudo do comportamento dependente do tempo, por causa da sua resposta viscoelástica e das inúmeras possibilidades de configurações de fabricação. No presente estudo, foram realizados ensaios de fluência e ruptura por fluência em tração em compósitos unidirecionais fabricados com resina epoxídica e fibra de carbono de alta resistência, com os ângulo das fibras a 60º e 90º em relação à direção do carregamento, nas temperaturas de 25 e 70 ºC. A caracterização viscoelástica do compósito foi realizada por meio das curvas de fluência a vários níveis de carregamento constante em períodos de 1000 h, obtenção do envelope de ruptura por fluência pelas curvas de ruptura por fluência, a determinação da transição do comportamento linear para não linear pelos gráficos isócronos e ainda a comparação das curvas de flexibilidade à fluência com um modelo de predição de comportamento viscoelástico fundamentado na equação de Schapery. Pelos ensaios foi constatada uma modificação no comportamento do material, com relação à resistência, rigidez e deformação, demonstrando que estas propriedades foram afetadas pelo tempo e nível de tensão, especialmente em temperatura de trabalho acima da ambiente. O modelo de predição foi capaz de representar o comportamento à fluência, entretanto deve ser considerada a determinação dos termos das equações, além da variação destes com a tensão aplicada e o tempo decorrido de ensaio. / One of the main requirements for the use of fiber-reinforced polymer matrix composites in structural applications is the evaluation of their behavior during service life. The warranties of the integrity of these structural components demand a study of the time dependent behavior of these materials due to viscoelastic response of the polymeric matrix and of the countless possibilities of design configurations. In the present study, creep and creep rupture test in stress were performed in specimens of unidirectional carbon fiber-reinforced epoxy composites with fibers orientations of 60º and 90º, at temperatures of 25 and 70 ºC. The aim is the viscoelastic characterization of the material through the creep curves to some levels of constant tension during periods of 1000 h, the attainment of the creep rupture envelope by the creep rupture curves and the determination of the transition of the linear for non-linear behavior through isochronous curves. In addition, comparisons of creep compliance curves with a viscoelastic behavior prediction model based on Schapery equation were also performed. For the test, a modification was verified in the behavior of the material, regarding the resistance, stiffness and deformation, demonstrating that these properties were affected for the time and tension level, especially in work temperature above the ambient. The prediction model was capable to represent the creep behavior, however the determination of the equations terms should be considered, besides the variation of these with the applied tension and the elapsed time of test.

Ingeniero Civil / Una de las técnicas de refuerzo y reparación de estructuras desarrolladas últimamente, corresponde al uso de fibra de carbono (mallas o tejidos) las que se adhieren a los elementos de hormigón o albañilería mediante resinas epóxicas en el caso de materiales poliméricos reforzados con fibra (FRP) y mediante materiales inorgánicos en el caso de las fibras con matriz cementícea (FRCM). El objetivo principal de esta investigación es describir el comportamiento de refuerzos de estructuras de hormigón con fibra de carbono adheridas con matriz cementícea (sistema FRCM). Para esto, se evalúa el desempeño de tres distintas matrices utilizadas para embeber mallas de fibra de carbono como refuerzo de elementos de hormigón. En primer lugar, se hace una revisión bibliográfica de estudios internacionales realizados para evaluar esta solución de reparación y se muestran distintos ejemplos del uso de esta tecnología en distintos lugares sísmicamente vulnerables. El trabajo experimental se inicia con una caracterización de los materiales utilizados. Se presentan las propiedades mecánicas de la malla de fibra de carbono y se caracterizan las distintas matrices cementíceas a utilizar. En esta parte, se incluye la dosificación y confección de dos morteros diseñados para actuar como matrices en el sistema FRCM. El primero de ellos corresponde a un mortero en base a cemento portland modificado con polímeros y el segundo a un mortero geopolimérico en base a ceniza volante. Estos morteros son caracterizados tanto por ensayos en estado fresco como endurecido, para ajustar su composición de modo de obtener las propiedades que normalmente se especifican para este tipo de aplicación, que en este caso corresponden a las de un mortero predosificado diseñado industrialmente como parte del sistema FRCM comercializado en Italia. La factibilidad técnica del sistema FRCM, se estudia mediante ensayos de adherencia a flexión del refuerzo aplicado a vigas de hormigón, teniendo como variable los distintos tipos de morteros y cuantías de refuerzo. Por otra parte, se evalúan las propiedades características del sistema de refuerzo mediante ensayos de tracción directa de láminas de material compuesto y ensayos de adherencia de los morteros a una superficie de hormigón. Del comportamiento observado en el ensayo de flexión, se concluye que no obstante los diferentes morteros estudiados cumplen satisfactoriamente con las condiciones de trabajabilidad requeridas por el sistema FRCM, solamente el refuerzo con matriz geopolimérica presentó un desempeño óptimo bajo la metodología de ensayo adoptada.

Submitted by Aloísio Sthéfano Corrêa Silva (aloisiosthefano@gmail.com) on 2017-02-09T13:05:34Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO MESTRADO - ALOÍSIO STHÉFANO - REVISADA.pdf: 5397820 bytes, checksum: 0da1fb4a42a8c974c702638120516c27 (MD5) Ficha Catalográfica.pdf: 2021 bytes, checksum: a2f5875adde5a3e43a2d905dd09b4f5b (MD5) / Approved for entry into archive by Uillis de Assis Santos (uillis.assis@ufba.br) on 2017-02-09T13:18:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO MESTRADO - ALOÍSIO STHÉFANO - REVISADA.pdf: 5397820 bytes, checksum: 0da1fb4a42a8c974c702638120516c27 (MD5) Ficha Catalográfica.pdf: 2021 bytes, checksum: a2f5875adde5a3e43a2d905dd09b4f5b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T13:18:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO MESTRADO - ALOÍSIO STHÉFANO - REVISADA.pdf: 5397820 bytes, checksum: 0da1fb4a42a8c974c702638120516c27 (MD5) Ficha Catalográfica.pdf: 2021 bytes, checksum: a2f5875adde5a3e43a2d905dd09b4f5b (MD5) / Este trabalho tem como objetivo compilar o embasamento teórico do ACI 440.2R:2008 com o da NBR 6118:2014 afim de levar em consideração os conceitos da norma brasileira no dimensionamento à flexão e ao cisalhamento de vigas reforçadas com PRFC (Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono). A contribuição da norma brasileira é dada particularmente no que diz respeito à aplicação dos seus coeficientes de segurança e das propriedades dos materiais (aço e concreto), incluindo os seus limites de deformação. Para tanto, são apresentadas as principais prescrições normativas sobre às propriedades dos materiais e sobre o dimensionamento das peças de concreto armado à flexão simples e ao cisalhamento, tanto pela NBR 6118:2014 quanto pelo ACI 318:2014. Em seguida, para a viga adotada como referência para o estudo, são realizados dois dimensionamentos do reforço com PRFC, um a partir das formulações compiladas e outro considerando apenas as prescrições do ACI 440.2R:2008. Os resultados obtidos são comparados em seguida. Por fim, através do software ANSYS, é feita a modelagem numérica da viga de referência, onde são observadas as tensões e deformações apresentadas pelo concreto, pelo aço e pela fibra de carbono. Os resultados da análise numérica foram comparados com aqueles obtidos a partir das formulações compiladas a fim de validar o modelo numérico adotado nesse estudo. / The objective of this study is to compile the theoretical foundation of ACI 440.2R:2008 with the NBR 6118:2014 in order to take into consideration the concepts of the Brazilian standard sizing to bending and shear strength of beams reinforced with PRFC (Polymers reinforced with carbon fiber). The compilation is made particularly with respect to the coefficients of safety and the properties of materials (steel and concrete), including its limits of deformation. For both, are presented the main prescriptive requirements on the properties of the materials and on the scaling of parts of reinforced concrete to the simple bending and shear, both by the NBR 6118:2014 as by ACI 318:2014. Then, for the beam used as a reference for the study, are performed two dimensioning of reinforcement with PRFC, a book of the formulations compiled and another just considering the requirements of ACI 440.2R:2008. The results obtained are compared then. Finally, through the software ANSYS, is made to numerical modeling of the beam, which are observed the tension and deformation of the concrete, steel and carbon fiber. The results of the numerical analysis were compared with those obtained from the formulations compiled in order to validate the numerical model adopted in this study

Em um cenário nacional de grandes dificuldades orçamentárias, soluções criativas que conjuguem os esforços de instituições em prol de uma finalidade comum são sempre desejáveis. Neste trabalho, analisa-se o desenvolvimento de fibras de carbono de alto desempenho para aplicação em ultracentrífugas nucleares e o projeto de Pesquisa Cooperativa que o viabilizou. A fibra de carbono com as características necessárias a empreendimentos desse tipo é um insumo de grande complexidade tecnológica. A produção é concentrada em alguns poucos produtores mundiais e seu comércio é alvo de restrições e salvaguardas internacionais. Não há produção no Brasil. É considerada material de uso dual, ou seja, pode ter tanto aplicações exclusivamente civis, como militares. A Marinha do Brasil utiliza essa fibra na fabricação de ultracentrífugas nucleares, nas quais materiais que conjuguem leveza, rigidez e resistência de alto nível são extremamente desejáveis, pois aumentam a eficiência na separação isotópica. Sua fibra de carbono, importada, é baseada na poliacrilonitrila (PAN), comercialmente mais difundida, mais barata e utilizada em aplicações similares. A necessidade de desenvolvimento nacional é decorrência de dificuldades em sua aquisição. Para tanto, foi organizada uma parceria de pesquisa entre o Centro Tecnológico da Marinha (CTMSP), a UNICAMP, a USP e a empresa RADICIFIBRAS, com apoio financeiro de uma agência governamental (FINEP), para a produção nacional de fibra de carbono baseada na PAN. A pesquisa realizada identificou as práticas de sucesso alcançadas, bem como os referenciais teóricos de Projetos de Pesquisa Cooperativa. / This research analyzes both the carbon fiber-based development for uranium centrifuges and the research project that supports its development effort over time. The carbon fiber-based engineering properties make it a valuable supply for high technologic products. Nevertheless, its fabrication occurs only in few developed countries and there is no production in Brazil. In addition, the carbon fiber-based products have dual applications: they can be used by the civilian and military industry. Therefore, there are international restrictions related to its use and applications that justify the internal development. Moreover, the Brazilian Navy centrifuges for uranium enrichment were developed using carbon-fiber which contains polyacrylonitrile (PAN) as an imported raw material. The PAN properties of low weight, high tensile strength increase the isotopic separation efficiency. The Brazilian financial scenario surrounded by the international uncertain economy shows that combined creative project solutions are more effective. Therefore, the Navy\'s Technological Center in Sao Paulo (CTMSP), the University of Campinas (UNICAMP), the University of São Paulo (USP), the RADICIFIBRAS company, and the Brazilian FINEP agency, which is responsible for the project financial support, established a partnership aiming the development of a domestic PAN-based carbon fiber industry. The innovative project solutions adopted and the results of this partnership are presented here.

Em um cenário nacional de grandes dificuldades orçamentárias, soluções criativas que conjuguem os esforços de instituições em prol de uma finalidade comum são sempre desejáveis. Neste trabalho, analisa-se o desenvolvimento de fibras de carbono de alto desempenho para aplicação em ultracentrífugas nucleares e o projeto de Pesquisa Cooperativa que o viabilizou. A fibra de carbono com as características necessárias a empreendimentos desse tipo é um insumo de grande complexidade tecnológica. A produção é concentrada em alguns poucos produtores mundiais e seu comércio é alvo de restrições e salvaguardas internacionais. Não há produção no Brasil. É considerada material de uso dual, ou seja, pode ter tanto aplicações exclusivamente civis, como militares. A Marinha do Brasil utiliza essa fibra na fabricação de ultracentrífugas nucleares, nas quais materiais que conjuguem leveza, rigidez e resistência de alto nível são extremamente desejáveis, pois aumentam a eficiência na separação isotópica. Sua fibra de carbono, importada, é baseada na poliacrilonitrila (PAN), comercialmente mais difundida, mais barata e utilizada em aplicações similares. A necessidade de desenvolvimento nacional é decorrência de dificuldades em sua aquisição. Para tanto, foi organizada uma parceria de pesquisa entre o Centro Tecnológico da Marinha (CTMSP), a UNICAMP, a USP e a empresa RADICIFIBRAS, com apoio financeiro de uma agência governamental (FINEP), para a produção nacional de fibra de carbono baseada na PAN. A pesquisa realizada identificou as práticas de sucesso alcançadas, bem como os referenciais teóricos de Projetos de Pesquisa Cooperativa. / This research analyzes both the carbon fiber-based development for uranium centrifuges and the research project that supports its development effort over time. The carbon fiber-based engineering properties make it a valuable supply for high technologic products. Nevertheless, its fabrication occurs only in few developed countries and there is no production in Brazil. In addition, the carbon fiber-based products have dual applications: they can be used by the civilian and military industry. Therefore, there are international restrictions related to its use and applications that justify the internal development. Moreover, the Brazilian Navy centrifuges for uranium enrichment were developed using carbon-fiber which contains polyacrylonitrile (PAN) as an imported raw material. The PAN properties of low weight, high tensile strength increase the isotopic separation efficiency. The Brazilian financial scenario surrounded by the international uncertain economy shows that combined creative project solutions are more effective. Therefore, the Navy\'s Technological Center in Sao Paulo (CTMSP), the University of Campinas (UNICAMP), the University of São Paulo (USP), the RADICIFIBRAS company, and the Brazilian FINEP agency, which is responsible for the project financial support, established a partnership aiming the development of a domestic PAN-based carbon fiber industry. The innovative project solutions adopted and the results of this partnership are presented here.

Este trabalho tem por objetivo obter propriedades mecânicas de compósitos angle-ply fabricados pelo processo de enrolamento filamentar, na forma de placas com diversas orientações do reforço. As placas foram fabricadas com fibra de carbono e matriz epoxídica e fibra de vidro e matriz epoxídica. Os exemplares para ensaio foram obtidos nas direções de 0°, ±10°, ±20°, ±30°, ±60°, ±70°, ±80° e 90° em relação á direção do equipamento de ensaio, atribuída como sendo 0°. Resultados mostraram que para corpos-de-prova de fibra de cartaono bobinados na direção ±10° a tensão máxima média obtida foi de 855 MPa e o módulo de elasticidade médio de 136 GPa, enquanto que para corpos-de-prova de fibra de carbono bobinados na direção de ±80°, a tensão máxima média foi de 68 MPa e módulo de elasticidade médio de 10 GPa. Os resultados obtidos indicaram que as propriedades mecânicas diminuem acentuadamente a partir da direção de ±10°. Também foram obtidas as frações volumétricas, dureza Barcol e análise térmica das placas fabricadas. / This work aims to obtain some mechanical properties of angle-ply composites manufactured by the filament winding process. The plates were manufactured with different reinforcement orientation. The composites were manufactured with carbon fibers and an epoxy resin system as polymeric matrix and glass fibers and an epoxy resin system as polymeric matrix. The coupons were manufactured in the directions of 0°, ±10°, ±20°, ±30°, ±60°, ±70°, ±80° e 90°, related to the 0° fiber direction. Results show that coupons with cartDon fiber in the direction ±10°, the mean strength was 855 MPa and the mean module of elasticity was 136 GPa, whereas coupons with cartDon fiber in the direction of ±80° the mean strength was 68 MPa and the mean module of elasticity was 10 GPa. The results obtained have indicated that the mechanical strength diminishing acutely from the orientation of ±10° The volumetric fractions, Barcol hardness and thermal analysis are also obtained of all the manufactured plates.

A necessidade de recuperação e reforço em estruturas de madeira, concreto e aço exigiu da construção civil uma procura por métodos mais eficientes que pudessem cumprir esse papel. Com este objetivo vários estudos estão sendo realizados utilizando fibras reforçadas com polímeros (FRP). Dentre estas fibras, as que vêm apresentando melhores resultados como reforço para peças estruturais de madeiras são as fibras de carbono e as fibras de vidro. Dentro deste escopo, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento estrutural de vigas de madeira de espécies nacionais reforçadas com fibras de carbono e com fibras de vidro, verificando a eficiência deste reforço e adequando modelos de cálculo para avaliação da resistência e da rigidez das vigas reforçadas, e também verificar a eficiência de uma formulação de adesivos à base de mamona e do adesivo Cascophen, para fixação das respectivas fibras na madeira, em substituição ao adesivo epóxi, normalmente utilizado. Foram efetuados ensaios de vigas de madeira reforçadas com polímeros, em modelo reduzido, e em protótipos, para diversas configurações de geometria e quantidade de fibras utilizadas. Os resultados obtidos indicam uma boa concordância entre os modelos teóricos para avaliar a resistência e a rigidez das vigas reforçadas, e os resultados experimentais, e a eficiência do reforço. Também foram conduzidos ensaios de tração em corpos-de-prova de fibras laminado com os adesivos, caracterizando a sua resistência e elasticidade e comparando o comportamento dos adesivos estudados. Os resultados indicaram o melhor comportamento do adesivo epóxi. / The necessity of rehabilitation and reinforcement in wood structures, concrete and steel demanded a search for more efficient methods that could to carry this paper. With this objectives several studies are using fibers reinforced polymers (FRP). These fibers which presenting better results in structural reinforcement for structural pieces of wood are the fibers of carbon and the glass fibers. This work has as objective studies the structural behavior of wood beams of national species reinforced with carbon fibers and with glass fibers, verifying the efficiency of this reinforcement and adapting calculation models for evaluation of the strength and stiffness of the reinforced beams, and also to verify the efficiency of a formulation of adhesives to the castor oil and of the adhesive Cascophen, for fixation of the respective fibers in the wood, in substitution the adhesive epoxy, usually used. Experimental work was made with wood beams reinforced with polymeric, in reduced model, and in prototypes, for several geometry configurations and amount of used fibers. The obtained results indicate a good agreement among the theoretical models to evaluate the strength and stiffness of the reinforced beams, and the experimental results, and the efficiency of the reinforcement. Traction rehearsals were also led in body-of-proof of fibers laminated with the adhesives, characterizing your strength and elasticity and comparing the behavior of the studied adhesives. The results indicated the best behavior of the adhesive epoxy.

Submitted by MARCELO MAJEWSKI null (marcelomajewski@bol.com.br) on 2017-03-20T20:40:04Z No. of bitstreams: 1 Marcelo [v13-03-2017vFINAL].pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) / Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-03-22T13:50:06Z (GMT) / Submitted by MARCELO MAJEWSKI null (marcelomajewski@bol.com.br) on 2017-03-23T01:46:44Z No. of bitstreams: 1 Marcelo [v13-03-2017vFINAL].pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-23T16:39:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 majewski_m_me_guara.pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T16:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 majewski_m_me_guara.pdf: 3845690 bytes, checksum: c51d5240a6bf0ae87ee09592959712cc (MD5) Previous issue date: 2017-02-06 / O aumento do uso de compósitos estruturais tem levado a uma preocupação constante com a confiabilidade destes materiais. Em particular, o processo de cura das resinas na fabricação é citado como um dos problemas mais significativos no processamento de compósitos estruturais. Assim, para que essa classe de materiais possa ser economicamente viável e atender às exigências dos padrões de qualidade do setor aeronáutico, tecnologias de processamento automatizado e novas formas de matéria-prima estão sendo desenvolvidas e implantadas na fabricação. Desta forma, o objetivo da presente pesquisa foi estudar a influência das propriedades térmicas dos materiais de moldes, utilizados no processamento de compósitos via RTM, nas propriedades finais dos laminados. Foram processadas três placas de compósitos com reforço não dobrável (NCF-non-crimp fabric) biaxial [+45°/-45°] via RTM: em molde de aço 1020, laminado 1; e em liga de alumínio 5052-F, laminados 2 e 3. Para verificar a influência dos materiais dos moldes nas propriedades finais, foram analisadas a tenacidade à fratura interlaminar em modo I e investigação das superfícies de fratura pelo Microscópio Eletronico de Varredura (MEV). O comportamento térmico estudado via análise térmica dinâmico-mecânica (DMA), que avaliou as diferenças no grau de cura dos laminados 1, 2 e 3 com a análise da Tg. Nos processamentos, evidenciou-se que o molde de alumínio apresentou maior controle e estabilidade térmica, enquanto que o molde de aço apresentou maior estabilidade dimensional. Pelo modo I, observou-se maior energia de iniciação de trinca (GIc) para o laminado 1 em relação aos laminados 2 e 3. Nas imagens de fratura no MEV constatou-se a influência da fração volumétrica de fibras e a quantidade de fiber bridging. No laminado 1, observou-se mechas de fibra sobre a costura e fibras rompidas originadas do fiber bridging, que foram responsáveis pela energia adicional exigida na propagação da trinca (GI). No laminado 2 observou-se acúmulo de resina e menor quantidade de fiber bridging, consequentemente, valores intermediários de GI, já no laminado 3 notou-se a ausência de fiber bridging, o que proporcionou a propagação da trinca no domínio da matriz, apresentando o menor valor GI entre os laminados. Nos dois últimos laminados a diminuição de GIc foi atribuida ao grau de cura da resina. Na qual observou-se as transições vítreas (Tg) próximas entre os laminados 1 e 3, e para o laminado 2 a Tg foi inferior, o que demonstrou efetiva correlação entre as características térmicas dos moldes com as propriedades físicas e mecânicas finais dos laminados compósitos obtidos via RTM. / The increase use of structural composites has led to a constant concern on the reliability of these materials. In particular, curing process of resins during manufacturing are cited as one of the most significant problems in the structural composites. Therefore, in order to this class of materials can be economically viable and meet the requirements of quality in the aeronautic industry standards, automated processing technologies and new materials have been developed and implemented in manufacturing sector. Thus, this research aimed to investigate the influence of thermal properties of the mold, which was used in the processing of composites via RTM, on the final properties of the laminates. Three composite plates comprised with NCF (non-crimp fabric) reinforcement, which has biaxial [+45°/-45°] configuration, and epoxy matrix. Two molds were employed for this investigation: steel 1020, for laminate 1, and aluminum alloy 5052-F, for laminates 2 and 3, all laminates with the same fiber stacking sequence. The influence of the materials of the molds in the final properties were verified with interlaminar fracture toughness in mode I (GIc), and their images of the fractured surfaces investigated by Scanning Electron Microscope (SEM). The thermal analysis conducted with Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMA), which evaluated the differences in the degree of cure of laminate 1, 2 and 3 by vitreous temperature transitions (Tg). It was evidenced that the aluminium mold showed better thermal conductivity and temperature stability, while the steel mold showed higher dimensional stability. Mode I showed higher energy crack initiation (GIc) for laminate 1 than for laminates 2 and 3. In the SEM images, it was verified a change in fiber volume fraction and the amount of fiber bridging. Laminate 1 showed fiber tows on the stitch regions and ruptured fibers originated from the fiber bridging, which were responsible for the additional energy of propagation (GI). Laminate 2 showed resin accumulation and less loose fibers, and consequently, intermediate values of GI, Laminate 3 no fiber bridging occured, which showed the propagation of the crack in the matrix domain, presenting the lowest GI value between the laminates. In laminates 2 and 3, the decrease in GIc can be attributed to the degree of cure, in which correlated to the glass transitions (Tg) results. Overall, the tests demonstrated a good correlation between the thermal characteristics of the molds with the final physical and mechanical properties of the laminates obtained via RTM.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2836.pdf: 3403611 bytes, checksum: f74fbdfee85c93466b5d6ecf02670823 (MD5) Previous issue date: 2009-11-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work bilayered electrodes made of polypyrrole Ppy and poly(2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol) poly(DMcT) were produced and characterized on carbon-fiber substrate. To do so, several aspects were investigated: effect of the charge growth (1, 2, 5 and 10 C) on the electrochemical and morphological properties of Ppy electrodeposited on carbon fiber; definition of a growth charge/mass ratio for the Ppy film, leading to a high electrochemical performance electrodes with a stable specific capacity; proposition of an optimized methodology to prepare, by electrochemical means, bilayered composites of Ppy and poly(DMcT) on carbon fiber substrate. All materials had their morphological and electrochemical properties analyzed by means of scanning electron microscopy, cyclic voltammetry and impedance spectroscopy. Thinner Ppy films presented the higher coulombic efficiency and specific capacity values. Electrochemical impedance results indicated that Ppy catalyses the redox reactions of poly(DMcT), allowing its use in secondary batteries. Galvanostatic charge and discharge tests from either thin Ppy film and poly(DMcT)/Ppy (1 C) bilayered film electrodes resulted in excellent performances when used as lithium ion battery cathodes (130 and 300 mA h g-1, respectively) or electrochemical capacitor electrodes (240 and 500 F g-1, respectively). / Este trabalho visou obter e caracterizar filmes de polipirrol Ppi e poli(2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol) poli(DMcT) com propriedades físico-químicas adequadas para aplicação em dispositivos de armazenamento de energia. Para isso, foram realizados estudos do efeito das cargas de crescimento (1, 2, 5, 10 C) nas propriedades eletroquímicas e morfológicas dos filmes de polipirrol eletrodepositados sobre fibra de carbono; otimização de metodologia para produzir eletrodos de filmes bicamada poli(DMcT)/polipirrol e análise do efeito da interação entre estes polímeros nas propriedades finais dos eletrodos; estudos das propriedades elétricas dos eletrodos por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e análise do desempenho destes eletrodos como catodos em baterias de lítio e eletrodos em capacitores eletroquímicos (supercapacitores). Os resultados mostraram uma influência positiva do substrato de fibra de carbono nas propriedades eletroquímicas e mecânicas dos filmes poliméricos eletrodepositados. Os filmes finos de Ppi apresentaram os melhores valores de eficiência coulômbica e capacidade específica quando comparados aos dos filmes mais espessos. Além disso, resultados de EIE indicaram que os filmes de polipirrol apresentam um importante efeito catalítico sobre as reações redox do poli(DMcT), o que viabiliza seu uso em condições normais de operação de uma bateria. Testes de carga e descarga realizados tanto para os filmes finos de polipirrol quanto para o bicamada de poli(DMcT)/polipirrol (1 C) mostraram excelentes desempenhos quando testados como catodos de bateria de lítio (130 e 300 mA h g-1, respectivamente) ou como eletrodos de um capacitor eletroquímico (240 e 500 F g-1, respectivamente).