A new method to characterize the cure state of epoxy prepreg by dynamic mechanical analysis

Xie, Min; Zhang, Zuoguang; Gu, Yi; Li, Min; Su, Yuqin

doi:10.1016/j.tca.2009.01.001

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“…A utilização de técnicas de Análise Térmica para avaliar o comportamento de cura de resina epoxídica tem sido ampla e, em especial DSC e DMTA têm fornecido muita informação sobre o mecanismo isoladamente [9][10][11][12][13][14] ou em compósitos [10,[15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25] . A técnica DSC mede diretamente a extensão e razão de conversão durante a cura, porém, quando a velocidade de cura diminui e afeta a sensibilidade de medição, os eventos relacionados às alterações reológicas durante a cura, como a gelificação e a vitrificação, não são observados por esta técnica [10,13] .…”

Section: Caracterização Do Materialsunclassified

“…Assim, as características de cura de resinas termorrígidas, tais como a velocidade de cura, o ponto de gel ou de vitrificação, o tempo de cura e os efeitos das condições de processamento, podem ser obtidos pela medição dos módulos elástico e de perda em função da temperatura, do tempo, ou ambos [10,13,20,26] . Além disso, a análise DMTA apresenta melhor precisão e sensibilidade em comparação com os resultados obtidos por DSC, por exemplo, na determinação da Tg de materiais com alto grau de cura ou materiais reforçados [24,26] .…”

Section: Introductionunclassified

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Caracterização de um pré-impregnado aeronáutico por FT-IR e análise térmica

Ferrari

Lourenço²,

Dutra³

et al. 2012

Polímeros

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IntroduçãoOs compósitos poliméricos à base de resina epoxídica são escolhidos preferencialmente, para aplicações aeronáuticas e espaciais devido à relação entre custo, peso, propriedades térmicas e mecânicas. Assim, é de vital importância conhecer e monitorar o ciclo de cura e correlacionar estas informações com as propriedades mecânicas e microestruturais finais para a otimização do processamento.Muitas das tecnologias modernas requerem materiais que apresentem combinação de propriedades não convencionais, as quais não podem ser encontradas em ligas metálicas, materiais cerâmicos ou poliméricos. A indústria aeronáutica, em particular, está em permanente busca de materiais estruturais que apresentem baixa densidade, melhor relação de propriedades mecânicas/peso e resistência à abrasão ao impacto [1] . Este desenvolvimento está relacionado com a formulação das resinas presentes nos compósitos, o tipo de polímero, o agente de cura e, até mesmo, a razão estequiométrica resina/agente de cura, que influenciam diretamente as propriedades mecânicas do compósito.As resinas termorrígidas, embora sejam frágeis à temperatura ambiente e não possam ser moldadas novamente sob aquecimento, devido às fortes ligações químicas, diferentemente das resinas termoplásticas, possuem maior valor de módulo e resistência à tração, excelente resistência química, estabilidade dimensional e térmica, boa resistência à fluência e melhores propriedades em fadiga. Também são facilmente processadas devido à baixa viscosidade. Logo, são usadas preferencialmente no processamento de compósitos estruturais.As resinas termorrígidas mais comuns para esse fim são as epoxídicas, as poliésteres insaturadas e as fenólicas [2] . O termo "prepreg" é utilizado pela indústria de material compósito para identificar reforços de fibras pré-impregnadas com uma resina polimérica parcialmente curada. Este material é enviado ao cliente na forma de uma fita ou tecido, o qual é moldado e curado sem adicionar nenhum outro produto ou resina. Esta provavelmente, é a forma que o material compósito é amplamente utilizado para a fabricação de peças com aplicações estruturais, especialmente na indústria de produtos para o mercado aeroespacial.É bem conhecido que as propriedades da formulação de um sistema epoxídico, isto é, o tipo de agente de cura (endurecedor) e a razão estequiométrica resina/endurecedor, influenciam as propriedades mecânicas do compósito [3] . Portanto, o conhecimento de agentes de cura é importante para alcançar as propriedades desejadas. Pesquisas envolvendo a caracterização do comportamento Characterization of Pre-Impregnated of Epoxy Resin/Carbon FiberAbstract: This work explores the characterization of pre-impregnated ("prepreg") materials made with an epoxy resin/carbon fiber, using FT-IR spectroscopy, thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). FT-IR spectroscopy was used in the transmission mode (KBr pellets, pyrolysis without control and controlled pyrolysis) and photoacoustic de...

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Section: Caracterização Do Materialsunclassified

Section: Introductionunclassified

Caracterização de um pré-impregnado aeronáutico por FT-IR e análise térmica

Ferrari

Lourenço²,

Dutra³

et al. 2012

Polímeros

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“…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

“…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

Dynamic Mechanical Analysis (DMA) of Polymeric Composite Materials

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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“…The loss angle δ is defined as a key parameter in this method. Viscoelastic evaluations such as dynamic mechanical analysis (DMA), which have previously been conducted to investigate composite material curing processes , are applied for the first time to fiber volume control. Several flat panels were prepared under varying δ ‐dependent initiating times of pressure application.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fiber volume control of composite materials by loss angle

Yoshida

Kondo

2014

Polymer Composites

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Fiber volume plays a critical role in achieving stable mechanical and physical properties in composite structures. This study develops a method to control this parameter in carbon fiber reinforced plastics (CFRPs) on the basis of the viscoelastic character of the thermosetting matrix resin. This method relies on the loss angle δ to quantitatively control fiber volume. CFRP flat panels are manufactured at varying initiating times of pressure application depending on the δ value of the CFRP matrix resin. An analysis of the manufactured panels clearly shows that the target fiber volumes can be obtained at an appropriate δ range. Specifically, CFRP fiber volumes can be controlled through the loss angle of the matrix resin. Defining this δ range is very important for establishing mechanically and physically stable CFRP structures. POLYM. COMPOS., 37:1307–1311, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers

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A new method to characterize the cure state of epoxy prepreg by dynamic mechanical analysis

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Caracterização de um pré-impregnado aeronáutico por FT-IR e análise térmica

Caracterização de um pré-impregnado aeronáutico por FT-IR e análise térmica

Dynamic Mechanical Analysis (DMA) of Polymeric Composite Materials

Fiber volume control of composite materials by loss angle

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