Modificação da rugosidade de fibras de carbono por método químico para aplicação em compósitos poliméricos

Abstract

O presente trabalho aborda o tratamento superficial de fibras de carbono por ácidos clorídrico e nítrico, visando o aumento controlado da rugosidade superficial da fibra e assim melhorar a ligação fibra/matriz no processamento de compósitos poliméricos reforçados com fibras longas. Foram utilizadas fibras de carbono com size, da empresa Toray. Essas foram tratadas com os ácidos clorídrico e nítrico, a 103°C, em concentrações de 35,5 % e 97 %, em massa, respectivamente, em tempos de exposição de 5, 10, 20, 30, 40 e 60 minutos. As fibras modificadas quimicamente foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e por ensaios mecânicos de tração e os dados foram tratados pelo método estatístico de Weibull. Os resultados mostram que os tratamentos empregados modificam a superfície da fibra e que períodos de tratamento superiores a 20 minutos as danificam, degradando de maneira significativa as suas propriedades mecânicas.The present work concerns the surface treatment of carbon fibers using hydrochloric and nitric acids treatment, so as to control the increase in surface roughness in order to improve the fiber/matrix interface of long fiber reinforced polymer composites. Sized carbon fibers from Toray were used. The samples were treated using hot hydrochloric and nitric acids (103°C) in concentrations of 35.5% and 97%, by weight respectively, at exposition times of 5, 10, 20, 30, 40 and 60 minutes. The chemically treated fibers were characterized by scanning electronic microscopy and tensile strength tests, assisted by Weibull statistics. It was found that the treatments employed modify the surface of the fibers and exposition periods longer than 20 minutes cause considerable degradation of their mechanical properties.