Resistência à flexão e fractografia de materiais compósitos de epóxi reforçados com fibra de carbono e pó de cavaco de material compósito

Abstract

Os compósitos reforçados com fibra de carbono destacam-se pela combinação entre leveza e alta resistência mecânica, características essenciais para aplicações na indústria aeronáutica. Esse tipo de material vem sendo amplamente utilizado no setor por proporcionar redução de peso e, consequentemente, maior eficiência e autonomia de voo. Considerando a crescente demanda por soluções sustentáveis, este trabalho teve como objetivo investigar o comportamento mecânico — com ênfase na resistência à flexão — e a morfologia de fratura de compósitos de epóxi reforçados com fibra de carbono, incorporando pó de cavaco proveniente da reciclagem de materiais compósitos. Além de analisar o desempenho estrutural, buscou-se avaliar a viabilidade do reaproveitamento desses resíduos na fabricação de novos laminados. Para a realização do estudo, foram utilizados resíduos de compósito polimérico reforçado com fibra de carbono, denominados “cavaco”, oriundos de processos industriais de usinagem e acabamento. O teste de flexão foi realizado conforme a norma ASTM D790 (2017), e os resultados para a tensão máxima de flexão mostraram que a média do laminado com pó reciclado foi ligeiramente maior (9,165 MPa) em comparação à média do laminado apenas com pré-impregnado (8,511 MPa). Além disso, os resultados de deformação máxima indicaram que o laminado com pó reciclado apresentou menor capacidade de deformação (11,987 mm/mm) em comparação ao laminado sem pó (14,425 mm/mm), evidenciando redução da ductilidade. Assim, conclui-se que, apesar da redução da capacidade de deformação e ductilidade do compósito, a adição do pó de cavaco possibilita a melhora da rigidez e da resistência à flexão do material. Dessa forma, a adição do pó reciclado promoveu aumento da resistência máxima à flexão e do módulo de elasticidade, indicando maior rigidez do compósito em comparação ao laminado constituído apenas por pré-impregnado virgem. Sendo assim, a reciclagem mecânica do cavaco de compósito apresenta potencial para aplicação estruturada em materiais poliméricos reforçados, contribuindo para a sustentabilidade da cadeia produtiva e para a redução de resíduos altamente persistentes no meio ambiente.