Desenvolvimento de compósito de polímero biodegradável PHBV e fibra de sisal com análise de aplicação em teto de automóvel.

Abstract

Perante as necessidades de redução de peso, melhoria no consumo energético e melhor desempenho estrutural, possibilitando aos fabricantes de automóveis no Brasil em receberem os benefícios do governo federal, torna-se oportuno o desenvolvimento de soluções em aplicação de novos materiais que apresentem melhores resultados e incrementem melhoria nos índices de reciclabilidade. Para tanto, em uma análise teórica e prática da carroceria, verificou-se que o teto do automóvel sofre um dos menores esforços na estrutura quando submetido aos ensaios de rigidez torcional, permitindo assim uma proposta de substituição do seu material de constituição, aço FEP 04, por outro material que possua propriedades mecânicas inferiores. Como proposta, foi desenvolvido um compósito de polímero biodegradável PHBV - Poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) reforçado com fibra de sisal picada em fase dispersa. O objetivo geral foi desenvolver um compósito e caracterizá-lo, gerando dados para simulação computacional de aplicação. Dentre os objetivos específicos, destaca-se a simulação computacional sob carga de torção, pré-requisito para definição da possibilidade de aplicação. A metodologia utilizada foi a análise comparativa do comportamento da carroceria sob torção utilizando os dois materiais aplicados no teto. Foram preparadas amostras de PHBV com 0, 20, 30 e 40% de fibra de sisal que, após as caracterizações, a composição com 30% obteve os melhores resultados, dentre eles uma melhoria no módulo de elasticidade sob tração em 30,43% sobre o material virgem. Sobre a composição de 30% foram realizadas análises de aplicação isoladas como envelhecimento térmico, flamabilidade, adesividade de superfície e adesividade à cola, onde não apresentou queda considerável de propriedades mecânicas após envelhecimento, mas as propriedades de adesividade não foram satisfatórias e necessitam de melhorias. Foram realizados ensaios de aplicação do novo material aplicado ao teto, conforme normas da FCA, obtendo resultados com uma queda aceitável de 3,3% na rigidez torcional da carroceria, principal análise que determina sua possibilidade de aplicação. Foi realizada uma análise física na carroceria que comprovou a plausibilidade dos resultados. Torna-se promissor o uso desse compósito uma vez que atende à demanda de redução de peso (9kg para 6kg) que influencia no consumo energético global do veículo, e à melhoria no índice de reciclabilidade, por se tratar de um compósito biodegradável que atende aos esforços e de fácil descarte