Estudo da influência do efeito de meios corrosivos na resistência ao impacto de laminados vidro/epóxido

Abstract

Os materiais compósitos podem estar expostos a vários tipos de ambientes corrosivos durante a sua vida útil, o que pode causar degradação nas suas propriedades. O efeito de soluções ácidas e alcalinas nas propriedades mecânicas de compósitos pode já ser encontrado na literatura publicada, no entanto, estas publicações não são suficientes para estabelecer um conhecimento profundo sobre esta matéria. A presente dissertação tem como objetivo estudar o efeito de soluções corrosivas na integridade estrutural de compósitos laminados vidro/epóxido durante vários períodos de imersão, em soluções com diferentes concentrações e em soluções a diferentes temperaturas. Neste estudo, os provetes de laminado vidro/epóxido foram imersos em soluções de ácido clorídrico (HCl) e de hidróxido de sódio (NaOH). Após os seus períodos de imersão, estes provetes foram sujeitos a medições de massa, dureza e rugosidade, e foram, ainda, realizados ensaios de impacto transversal e longitudinal e ensaios de flexão em três pontos. Os resultados obtidos permitem constatar que, independentemente da solução, a resistência ao impacto e à flexão dos provetes diminui com o tempo de imersão. Porém, a solução alcalina provoca maior redução nas propriedades mecânicas dos laminados do que a solução ácida. No caso do aumento de concentração de soluções concluiu-se que a solução de hidróxido de sódio promove uma diminuição na resistência ao impacto dos provetes, no entanto, o aumento de concentração de ácido clorídrico provoca um pequeno aumento das propriedades dos laminados, quer na resistência ao impacto transversal quer ao longitudinal. Este estudo permitiu verificar ainda que, para ambas as soluções, a resistência ao impacto de provetes imersos em temperaturas superiores à temperatura ambiente diminui bruscamente.

Composite materials can be exposed to several types of corrosive environments during their in-service life, which can cause degradation of their properties. The effect of acid and alkaline solutions on the mechanical properties of composites can already be found in published literature, however, these publications are not sufficient to establish a full knowledge of this subject. This dissertation aims to study the effect of corrosive solutions on the structural integrity of composites laminated glass/epoxy during several periods of immersion, in solutions with different concentration and solutions at different temperatures. In this study, laminated glass/epoxy specimens were immersed in solutions of hydrochloric acid (HCl) and sodium hydroxide (NaOH). After their immersion periods, this specimens were subjected to mass, surface roughness and hardness measurements, and transversal and longitudinal impact tests and three-point bending tests were also performed. The results obtained allow to find that, independently of the solution, the impact and flexural strength of the specimens decrease with the immersion time. But, the alkaline solution causes higher decrease of the mechanical properties of the laminates than the acid solution. In the case of the increase of concentration of the solutions it was concluded that the sodium hydroxide solution promotes a decrease on the impact strength of the specimens, however, the increase of the concentration on the hydrochloric acid solution causes a small raise on the laminates properties, on transversal impact strength and also on longitudinal impact strength. This study allowed also to verify that, for both solutions, the impact strength of the specimens immersed in temperatures higher than the environmental temperature decrease sharply.