Cinética de decomposição de policarbonato reforçado com fibra de vidro e de carbono sob influência de radiação ultravioleta

Abstract

O uso de fibras poliméricas como materiais de reforço que atuam como elemento estruturante em núcleos de cabo de transmissão de energia elétrica pode substituir outras matérias-primas e melhorar o desempenho em sua aplicação, como aumentar a resistência à tração, diminuir o coeficiente de expansão térmica e reduzir o tamanho da flecha (catenária) formada pelos cabos entre as torres. Nesse estudo foram avaliadas as propriedades de módulo de armazenamento, módulo de perda e de amortecimento (tan δ), conjuntamente a exposição a radiação ultravioleta durante intervalos de 0, 6 e 12 horas, a fim de determinar os parâmetros viscoelásticos em função da temperatura e da frequência de carga na temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos. Foi avaliado o deslocamento da Tg sob análise dinâmico-mecânica em frequências de 1, 5, 10 e 20 Hz, em três materiais estudados (policarbonato-PC, policarbonato reforçado com fibra de carbono-PCFC e policarbnato reforçado com fibra de vidro-PCFV), como também, foi observada a energia de ativação de relaxamento, pois a energia de ativação é uma metodologia utilizada para a previsão do comportamento da Tg ao longo tempo. O índice de degradação polimérica mostrou que as amostras de PC, PCFC e PCFV apresentaram baixa degradação radiolítica, de 18,00; 13,00 e 11,20%, respectivamente. Observou-se, também, que ambas as fibras, de carbono e de vidro, contribuíram sigificativamente para redução da degradação da matriz de policarbonato, sendo a fibra de vidro responsável pela maior proteção radiolítica, com redução de 37,78%, enquanto que a fibra de carbono forneceu redução de 27,78%. Observou-se a partir do planejamento fatorial 2², que os efeitos das fibras na matriz de policarbonato foram relevantes (significativos). Sendo a fibra de carbono responsável por um aumento, em média, de 30,38 MPa na resistência à tração na ruptura e, a fibra de vidro responsável por um aumento, em média, de 14,20 MPa na resistência à tração na ruptura. Em relação aos modelos estatísticos construídos, foi observado, que a resistência de tração na ruptura para a fibra de carbono pode apresentar um valor máximo de aproximadamente 120 MPa e, um valor máximo de aproximadamente 60 MPa para a fibra de vidro, a 95 % de confiânça, nos intervalos e níveis estudados. Todos esses resultados, confirmam, estatisticamente, os resultados anteriormente obtidos: que asfibrasde carbono e de vidroadicionam boas propriedades viscosimétricas e mecânicas a matriz de policarbonato, e que são promissoras na aplicação como elemento estrutural dos núcleos em cabos de linha de transmissão de energia elétrica. Portanto, a fibra de vidro foi responsável por maior proteção radiolítica e, a fibra de carbono por fornecer maior resistência mecânica e tempo de vida útil para aplicação, em campo, como núcleos de cabos de linhas de transmissão de energia elétrica.