Avaliação do potencial auto-regenerativo de um ionômero termoplástico mecanicamente danificado em temperatura ambiente

• Processo: 14/25031-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2015
• Vigência (Término): 31 de maio de 2016
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: José Ricardo Tarpani
• Beneficiário: Karen Saori Morioka
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/14702-2 - Inspeção por termografia infravermelha após impacto balístico de laminados de matriz polimérica reforçados com fibras de carbono e projetados para comportamento auto-regenerável, BE.EP.IC
• Assunto(s): Danos mecânicos Acidente aeronáutico Temperatura ambiente Resinas epoxi Ionômeros Termoplásticos Detecção de falhas Experimentação In situ
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adesivo termoplástico | Análise de Falha | danos mecânicos | Inspeção Não-Destrutiva | ionômero autorregenerativo | laminado compósito estrutural | Adesivos para componentes aeronáuticos

Resumo

Nos últimos anos tem havido um forte interesse nos polímeros termoplásticos com potencial autorregenerativo (self-healing thermoplastic polymers), os quais, após sofrerem algum tipo de dano mecanicamente induzido, se auto-reparam como decorrência de mecanismos de rearranjos macromoleculares disparados pela própria energia aportada ao material no evento de sua danificação (ex., impacto, puncionamento, riscamento), ou então pela entrega, via fonte externa, de suficiente quantidade de energia ao material previamente danificado. Desta forma, poder-se-ia vislumbrar a extensão da vida-útil de componentes e estruturas de engenharia por intermédio do emprego destes polímeros especiais, os quais poderiam ser reparados in situ, estivessem eles na forma pura (monolítica) ou então como matrizes de compósitos fibrosos. Nesta proposta de pesquisa o ionômero copolímero de Etileno/Ácido Metacrílico (E/MAA) será empregado na forma pura (como adesivo) na união de juntas sobrepostas de laminados compósitos de matriz de resina epóxi reforçados com fibras de carbono. Os espécimes serão submetidos a carregamento em flexão monotônica quase-estática em temperatura ambiente de modo a serem danificados sem aportes significativos de energia de fratura (diferentemente dos ensaios balísticos em que a fricção entre projétil metálico e o alvo polimérico geram temperaturas locais em excesso, superando a temperatura de fusão do ionômero), e subsequentemente condicionados térmica e/ou mecanicamente, ou mesmo mantidos em condições ambientais de laboratório por relativamente longos tempos, para a ativação, a posteriori, dos mecanismos de autorregeneração do ionômero termoplástico. A verificação da ocorrência e do grau de autorreparo do copolímero E/MAA será realizada por intermédio de inspeções periódicas não-destrutivas (visual, ultrassom e correntes parasitas), através da comparação entre resultados de ensaios de flexão (em termos de módulo de elasticidade e resistência máxima) das juntas virgens e daquelas danificadas e subsequentemente condicionadas, bem como recorrendo-se à análise final de falha dos espécimes ensaiados. A meta principal do trabalho é, portanto, buscar, via inspeção não-destrutiva, experimento mecânico e análise de falha, evidências claras e inequívocas quanto ao verdadeiro potencial regenerativo autônomo do ionômero E/MAA danificado em evento não balístico.

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)

WEI, ZIANG; FERNANDES, HENRIQUE; TARPANI, JOSE RICARDO; OSMAN, AHMAD; MALDAGUE, XAVIER; IEEE. Stacked denoising autoencoder for infrared thermography image enhancement. 2021 IEEE 19TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL INFORMATICS (INDIN), v. N/A, p. 7-pg., 2021-01-01. (15/14702-2, 16/06009-8, 10/08552-4, 14/25031-9)