Celulose microfibrilada aplicada a laminados compósitos poliméricos estruturais

• Processo: 17/25766-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: José Ricardo Tarpani
• Beneficiário: José Ricardo Tarpani
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Auxílio(s) vinculado(s): 18/08327-2 - Rumo a uma abordagem efetiva para determinação da verdadeira resistência da interface fibra/matriz e seus efeitos nos mecanismos de danos em compósitos híbridos com micro/nano celulose, AP.R SPRINT
• Assunto(s): Materiais compósitos poliméricos Laminados Resinas epoxi Celulose microfibrilada Imperfeições e falhas dos materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise de falhas | compósitos hierárquicos funcionais | danos em compósitos | impacto balístico | interface fibra | matriz | nanocelulose | Materiais compósitos hierárquicos

Resumo

Este projeto propõe o emprego de celulose microfibrilada (MFC - microfibrillated celulose) como subestrutura hierárquica de laminados compósitos estruturais multicamadas de matriz polimérica, em que a MFC terá dupla função: (i) como agente disperso de tenacificação da matriz de resina epóxi, e (ii) como agente de interfaceamento entre a matriz polimérica tenacificada e fibras contínuas cruas fortalecedoras de vidro. O projeto contempla a concepção, a manufatura, a prova mecânica por impacto balístico, e a caracterização em escalas de macro a nanoestrutural de laminados compósitos com elevada relação desempenho / custo e com reduzido impacto ambiental relativamente aos convencionais reforçados por fibras. Propõe-se o pré-tratamento da MFC recebida na forma de suspensão aquosa por intermédio do processo de troca de solventes orgânicos polares de modo a possibilitar a sua completa e uniforme dispersão volumétrica em resina epoxídica com caracteres, respectivamente, hidrofílico e hidrofóbico, bem como proporcionar a deposição homogênea e eficiente da MFC sobre as fibras de reforço de vidro anteriormente ao processo de manufatura do compósito por infusão de resina líquida assistida a vácuo. A presente proposta fia-se: (i) na experiência altamente positiva conquistada nos últimos três anos pelo GECoM no desenvolvimento e no aperfeiçoamento de uma metodologia inovadora em nível mundial (cujos resultados foram publicados em 04 periódicos indexados internacionais de alto fator de impacto, e cuja patente já foi depositada junto ao INPI) de aplicação de MFC como agente hierárquico de acoplagem entre resina epóxi e fibra contínuas de vidro e carbono cruas, (ii) na perícia obtida pelo grupo na condução de ampla gama de ensaios térmicos e mecânicos em laminados compósitos estruturais, e (iii) no domínio alcançado de técnicas de caracterização e de análise de falha de materiais compósitos em escalas de macro a nanoscópicas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GOYO-BRITO, F. J.; PEREIRA-DA-SILVA, M. A.; TARPANI, J. R.. Enhancing the flexural properties of CFRP with vacuum-assisted deposition of cellulose microfibrils to create a multiscale reinforcement network. COMPOSITE INTERFACES, v. N/A, p. 22-pg., 2023-08-26. (17/25766-7, 18/08327-2)