Avaliação da morfologia

A avaliação da morfologia foi útil para comprovar as demais análises realizadas e auxiliar na explicação do comportamento dos materiais a partir de análises microscópicas. Foi possível verificar as interações em a fibra e a matriz dos compósitos.

4.8.1. Análise fractográfica utilizando MEV – Microscopia Eletrônica de Varredura

Foram extraídas dos CDPs quatro amostras para as análises fractográficas, GF30, GF50, JF30 e JF50. As amostras foram preparadas e inseridas em um ambiente de vácuo, submetidas, em

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seguida, à banho de ouro na face de inspeção para possibilitar a sensibilidade ao feixe de elétrons do MEV. Foi utilizado o equipamento SPUTTER COATER S150B (Figura 4.37).

Figura 4. 37- Equipamento para banho de ouro nas amostras. SPUTTER COATER S150B.

Na seqüência foram inseridas em um equipamento MEV modelo XL30 SERIES (Figura 4.38), onde as amostras foram analisadas e geradas as imagens em várias escalas de redução.

Figura 4. 38- Equipamento MEV XL30 SERIES para Microscopia Eletrônica da Varredura.

Fractografias do compósito GF30

A Figura 4.39 mostra fotografia da fratura de um CDP submetido ao ensaio de impacto Izod. As próximas imagens foram derivadas desta face.

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A Figura 4.40 mostra o mesmo ângulo da Figura 4.39, porém agora com a amostra tratada com ouro e posicionada no MEV.

Figura 4. 40- Imagem da fratura do compósito GF30 em MEV

A Figura 4.41 mostra a configuração das fibras longitudinais e transversais.

Figura 4. 41- Posicionamento das fibras longitudinais e transversais.

A Figura 4.42 exibe a evolução do detalhe da fratura frágil da fibra de vidro. No local marcado pela seta pode-se perceber o desplacamento da fibra, o que demonstra uma interação fibra resina não muito forte, mas que auxilia na absorção de impacto.

Figura 4. 42- Evolução do detalhe da fratura frágil de uma fibra de vidro.

Fibras longitudinais Fibras

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A Figura 4.43 mostra a fratura frágil da resina poliéster, que é caracterizada pelas regiões lisas, angulosas e com estilhaços. Verifica-se que há uma boa interação da fibra com a matriz.

Figura 4. 43- Imagens da fratura frágil da resina poliéster.

Na Figura 4.44 pode-se ver um feixe de fibras de vidro envolvidas pela matriz. Há uma boa molhabilidade, porém não uma boa interação, pois a as fibras apresentam desplacamento da resina.

Figura 4. 44 - Feixe de fibras envolvido pela matriz.

Confirma-se a boa molhabilidade na Figura 4.45, vendo agora de outro ângulo. Mesmo após a fratura, parte da resina ainda encontra-se aderida às fibras.

Figura 4. 45- Região que demonstra boa molhabilidade da resina.

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Fractografias do compósito GF50

Na imagem da Figura 4.46, do compósito GF50, pode-se ver a morfologia das fibras longitudianais e transversais. Vê-se uma maior concentração de fibras.

Figura 4. 46- Morfologia das fibras longitudinais e transversais.

A Figura 4.47 mostra algumas fibras longitudinais que se romperam durante o impacto em mais de uma posição, auxiliando na absorção de energia e confirmando os maiores valores de resistência ao impacto para esta proporção do mesmo compósito.

Figura 4. 47- Fibras longitudinais rompidas em varias posições.

Fractografias do compósito JF30

Os compósitos JF, nas duas proporções, apresentaram muitas bolhas de ar, provenientes do processo manual de fabricação, o que levou a uma expansão destes compósitos. Ainda na Figura 4.48, uma fotografia digital, pode-se perceber as bolhas de ar.

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Figura 4. 48- fotografia da fratura do compósito JF30.

O mesmo ângulo pode ser visto no MEV detalhando melhor as bolhas (Figura 4.49).

Figura 4. 49- Imagem MEV da fratura do compósito JF30.

Os feixes de fibras neste compósito ficaram mais espaçadas do que nos compósitos GF, como pode ser visto na Figura 4.50.

Figura 4. 50- Espaçamento dos feixes de fibra de juta.

As fibras neste compósito apresentaram uma fratura mais dúctil do que nos compósitos GF, o que pode ser visto na Figura 4.51, caracterizado pelo estiramento de algumas fibras (sem quebras).

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Figura 4. 51- Estiramento das fibras de juta e fratura dúctil.

Houve também uma boa molhabilidade da resina, pois pode-se ver que as fibras estão bem envolvidas. A interação com a fibra pode ser considerada boa, uma vez que não houve desplacamentos como nos compósitos GF.

A resina vegetal também apresentou fratura frágil (Figura 4.52), assim como a resina poliéster.

Figura 4. 52- Aspecto da fratura frágil da resina vegetal.

Pode-se ver claramente nas imagens seguintes a confirmação da baixa densidade das fibras de juta devido a sua forma tubular (Figura 4.53).

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Na Figura 4.54, vê-se a superfície rugosa da fibra oriunda da oleosidade das fibras não tratadas, o que diminui o atrito entre elas e privilegia a resistência à flexão, comparando com fibras que recebem tratamento para a retirada do óleo.

Figura 4. 54- Superfície da fibra de juta sem tratamento.

Fractografias do compósito JF50

Nos compósitos JF na proporção de 50% (Figura 4.55), a maior quantidade de fibras contribuiu para uma maior resistência à temperatura do compósito, porém tornou o material menos resistente ao impacto, como é possível verificar na Tabela 4.3.

Figura 4. 55– Maior proporção fibra/resina para compósitos JF50, mostrando fibras concentradas.

As fibras também apresentaram uma boa molhabilidade e interação com a matriz, como pode ser visto na Figura 4.56. A resina está envolvendo a fibra e não houve desplacamentos.

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Figura 4. 56- Boa molhabilidade compósito JF50%.

A matriz continuou apresentando fratura frágil nesta proporção do compósito JF, como pode ser visto na Figura 4.57.

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