Avaliação térmica e reológica do ciclo de cura do pré-impregnado de carbono/epóxi

Costa, Mirco; Paiva, Jane Maria Faulstich de; Botelho, Edson Cocchieri; Rezende, Mirabel Cerqueira

doi:10.1590/s0104-14282003000300009

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“…These temperatures can lead the establishment of appropriate isothermal curing cycles by considering the fact that the isothermal temperature must be between the onset and peak maximum, rather closer to the T onset , in order to assure the properly liberation of volatiles avoiding the presence of porosity in the final part 14 . The total enthalpy, activation energy, pre-exponential factor and reaction order are close to the ones found in literature 14,15 and were applied in Equation 1 for forecasting the curing degree reached by the epoxy when subjected to different curing temperatures during 240min ( Figure 5). …”

Section: Dscmentioning

confidence: 75%

Development of a Simple Dielectric Analysis Module for Online Cure Monitoring of a Commercial Epoxy Resin Formulation

Raponi

Barban

et al. 2017

Mat. Res.

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The final properties of thermosets are strongly dependent on their curing process. Therefore, closely monitoring this process is necessary to assure the manufacturing quality and productivity. In this way, the aim of this study is to develop a simple dielectric module for monitoring and optimizing the industrial curing cycle of thermosets. The module is based on a data acquisition system and an interdigital sensor that remains in contact with the resin throughout the entire curing process. Dielectric analysis (DEA) was performed in a commercial epoxy resin formulation widely used as a matrix for thermoset composites, which was submitted to a pre-established and validated curing cycle. The properties derived from DEA measurements are in accordance with differential scanning calorimetry (DSC) results, allowing the identification of key stages of the curing process. The similarity between the results of both techniques is a strong indicative of the possibility of using the developed module as an alternative for industrial cure monitoring and optimization.

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Section: Dscmentioning

confidence: 75%

Development of a Simple Dielectric Analysis Module for Online Cure Monitoring of a Commercial Epoxy Resin Formulation

Raponi

Barban

et al. 2017

Mat. Res.

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“…Na maioria dos estudos ( [4,15,19,28]), a T g é determinada na temperatura onde o valor de tan δ é máximo, porém também é possível defini-la como a temperatura onde o valor de E'' é máximo [3,4,29], ou ainda na temperatura onde ocorre a maior mudança no módulo E' (onset). Por se tratarem de picos nas curvas, esses valores podem ter diferença entre si.…”

Section: Temperaturas De Transições Características (Transição Vítunclassified

“…A análise de DMA também é utilizada com frequência para o estudo da cura de materiais [10,29,31,32], devido essa transição apresentar um aumento significativo nos valores de módulo, e por isso é bem observada no ensaio [7]. Com disso, também é possível obter informações sobre o comportamento mecânico de resinas termorrígidas durante o ciclo de cura, onde o material sofre uma reação de ligação cruzada (cross-linking) e passa de um material com comportamento de líquido viscoso para um material com comportamento de sólido rígido [32].…”

Section: Temperaturas De Transições Características (Transição Vítunclassified

Análise Dinâmico-Mecânica de Materiais Compósitos Poliméricos

2016

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ResumoMateriais compósitos poliméricos vem sendo estudados nas mais diversas áreas da ciência dos materiais com o objetivo de substituir outros tipos de matérias-primas e melhorar o desempenho na sua aplicação. Dentre as diversas técnicas existentes, a análise dinâmico-mecânica (DMA) tem-se mostrado uma boa alternativa para avaliar as propriedades destes compósitos, em especial os parâmetros viscoelásticos em função do tempo, temperatura ou frequência. Propriedades importantes como como módulos de armazenamento e perda, e temperaturas de transição podem ser obtidas através desta técnica. O presente artigo traz uma revisão a respeito da técnica de DMA, suas vantagens em relação a outras análises térmicas e mecânicas, o comportamento de materiais compósitos poliméricos durante a análise e os parâmetros que podem ser estudados por ela. A importância da análise no estudo de materiais de engenharia também é relatado, em especial em aplicações aeroespaciais. Palavras-chaveCompósitos poliméricos; análise dinâmico-mecânica (DMA); materiais de engenharia; compósitos estruturais. Dynamic Mechanical Analysis (DMA) of Polymeric Composite Materials AbstractPolymeric composite materials have been studied in many fields in materials science, with the aim of replacing other materials and reaching better performance when applied. Among the existing techniques, a great alternative to evaluate composites properties is dynamic mechanical analysis (DMA), especially when viscoelastic parameters need to be studied as a function of time, temperature or frequency.Important properties, such as storage modulus, loss modulus and transitions temperaturescan be determined by this technique. The present paper brings a review about DMA, the advantages of this technique compared to others thermal and mechanical analysis, the behavior of polymeric composite materials during the tests and the properties which can be determined by DMA. The importance of DMA in the study of engineering materialsis also presented, especially when applied in aircraft structures.

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“…Conforme o grau das ligações cruzadas aumenta, a Tg da epóxi também aumenta até atingir o valor de T c , que é o ponto onde o sistema alcança o estado vítreo e se vitrifica. Nestas condições a cinética diminui e a extensão da conversão tende praticamente a valores limites constantes [22][23][24][25] . No presente trabalho o estudo cinético da reação de cura dos sistemas de resina epóxi ficou restrito à primeira etapa da reação, ou seja, antes do controle da difusão.…”

Section: Cinética Das R Cinética Das R Cinética Das R Cinética Das R unclassified

Estabelecimento de ciclo de cura de pré-impregnados aeronáuticos

Costa¹,

Rezende²,

Botelho

2005

Polímeros

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Resumo: Os compósitos poliméricos podem ser produzidos via moldagem em autoclave, onde as condições de processamento podem ser otimizadas a partir do conhecimento físico-químico da matriz polimérica. A evolução da cinética da reação de cura ocorre simultaneamente com as modificações no comportamento reológico do sistema polimérico, sendo comum denominar o fenômeno de comportamento reo-cinético. O presente trabalho tem como objetivo conhecer os parâmetros de cura, cinéticos e reológicos, de três diferentes sistemas de pré-impregnados de resina epóxi (cura a 177 °C), conhecidos como F161, F584 e 8552, hoje usados na indústria aeronáutica brasileira. Este estudo foi realizado com o auxílio das técnicas de DSC e reologia, utilizando-se análises dinâmicas e isotérmicas. Com isso, foi possível estabelecer a ordem de reação e a cinética de cura dos sistemas estudados. Neste estudo, foram utilizados como modelos matemáticos o de ordem n e o autocatalítico com ordem total de aproximadamente 2. A temperatura de gel foi de ~100 °C, e o tempo de gel correspondente foi de 135 segundos. A partir do conhecimento da cinética de cura e dos parâmetros reológicos dos sistemas de pré-impregnados foi possível estabelecer um ciclo de cura destinado à consolidação das peças aeronáuticas via moldagem em autoclave. Palavras-Chave: Ciclo de cura, pré-impregnado, cinética de cura, análises térmicas e reológicas. Establishment of Cure Cycle of Aeronautic PrepregsAbstract: Autoclave molding produces polymer composites, where the processing conditions can be optimized with physicochemical knowledge of the polymeric matrix. The cure reaction evolves simultaneously with changes in rheology, which is normally refered to as rheo-kinetic behavior. With the knowledge of the appropriate cure cycle one can identify the steps in which pressure should be applied and when to raise the temperature. This paper is aimed at investigating the cure, kinetics and rheological parameters of three prepreg epoxy systems, namely F161, F584 and 8552, which are currently used in the Brazilian aeronautic industry. Differential scanning calorimetry (DSC) and rheological techniques have been used, both in the isothermal and dynamic modes. Kinetics data were obtained from dynamic and isothermal DSC, with rheological measurements being carried out during the cure. The mathematical models used were the nth order reaction model and the autocatalytic model with order of 2. The gel temperature was ~100 °C, and the corresponding gelification time was 135 s. With the determination of the kinetics for the cure and of the rheological parameters of the prepreg systems, a cure cycle should be established that led to high-performance composites using the autoclave molding.

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Avaliação térmica e reológica do ciclo de cura do pré-impregnado de carbono/epóxi

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Development of a Simple Dielectric Analysis Module for Online Cure Monitoring of a Commercial Epoxy Resin Formulation

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Análise Dinâmico-Mecânica de Materiais Compósitos Poliméricos

Estabelecimento de ciclo de cura de pré-impregnados aeronáuticos

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