Efeito higrotérmico em prepregs de fibra de vidro/epóxi por espectroscopia de luminescência

Abstract

dependendo das condições de temperatura, umidade relativa e tempo de exposição, é considerável, uma vez que tanto a resina epoxídica como a fibra de vidro contém grupos polares [2] . A água se difunde tanto na matriz polimérica como na região de interfase fibra-matriz. Na matriz polimérica, a água pode atuar como plastificante aumentando o volume livre e, conseqüentemente, diminuindo a temperatura de transição vítrea. Pode então ocorrer uma diminuição da rigidez e re- IntroduçãoCompósitos de fibra de vidro/epóxi apresentam excelente compatibilidade entre seus componentes, favorecendo a sua aplicação crescente em peças estruturais primárias e secundárias de aeronaves. No entanto, a absorção de umidade de água por laminados de compósitos de fibra de vidro e resina epoxídica pode influenciar significativamente as propriedades mecânicas destes materiais [1] . Resumo: O objetivo deste trabalho é o estudo do efeito higrotérmico em pré-impregnados (prepreg) não curados de fibra de vidro-resina epoxídica usando a técnica de espectroscopia eletrônica de luminescência em modo estacionário. O método de fluorescência extrínseca foi empregado utilizando-se a sonda 9-ácido antróico (9-AA), cujo comportamento fotofísico depende fortemente da polaridade do meio. As amostras foram submetidas a umidades relativas de 6 e 84% por meio da utilização de soluções aquosas saturadas de hidróxido de sódio a 34,5 °C e cloreto de potássio a 20,0 °C, em recipientes fechados, pelos períodos de tempo de 1 semana, 15 dias e 1 mês. As amostras submetidas à umidade relativa de 6% apresentaram aumento significativo das intensidades relativas dos espectros de fluorescência em relação à amostra referência. Este comportamento fotofísico foi atribuído à presença da forma protonada do 9-AA no meio devido à reticulação da matriz polimérica. Após 1 mês, o espectro de emissão apresenta uma diminuição da intensidade em seu máximo. Isto ocorreu provavelmente devido ao processo de plastificação da matriz polimérica promovido pela presença de água na matriz, confirmado pela análise gravimétrica. Os espectros de fluorescência extrínseca das amostras submetidas à umidade relativa de 84% apresentaram as seguintes modificações espectrais: a) decaimento da intensidade de emissão das curvas b e d; b) deslocamento da banda de emissão para a região do azul devido ao aumento do teor de água; e c) aparecimento de um ombro na banda de emissão em 424 e 472 nm. Este comportamento fotofísico foi atribuído ao deslocamento do equilíbrio químico da forma protonada para a forma ionizada do 9-AA, promovido pela entrada de umidade no material. Palavras-chave: Espectroscopia de Luminescência, efeito higrotérmico, prepreg, 9-ácido antróico. Hygrothermal Effect In Glass Fiber/Epoxy By Luminescence SpectroscopyAbstract: The work is aimed at studying hygrothermal effects on uncured glass-epoxy fiber prepreg (F-161 -Hexcel Co.) using luminescence spectroscopy under steady-state conditions. The fluorescence extrinsic method was employed using the 9-anthroic acid probe, whose photophys...

Investigação do efeito do tempo de exposição à temperatura ambiente e ao tempo de estocagem de um filme adesivo estrutural de resina epoxídica

“…Estes efeitos são sempre prejudiciais e a taxa de deterioração depende do tipo e forma da resina [2] . A umidade adquirida pela resina epoxídica pode se apresentar de diferentes formas, parte das moléculas de água absorvidas podem se difundir entre as cadeias do polímero, atuar como plastificante aumentando o volume livre e consequentemente, reduzir a temperatura de transição vítrea, outra parte das moléculas de água podem se alojar no interior de microcavidades da matriz polimérica ou se difundir na região da interfase fibra-matriz [12][13][14] , e ainda existe a possibilidade de participar de reações de hidrólise [13] . Assim, dependendo da forma que estas moléculas de água se apresentam é possível que causem diferentes efeitos sobre o material [13] .…”