Preparo e caracterização de elementos de fricção à base de resina fenólica e pó de ardósia.

Abstract

Este trabalho propõe uma alternativa tecnológica para minimizar os problemas ambientais decorrentes da disposição inadequada de rejeitos de ardósia, por meio da produção de um material compósito à base de resina fenólica, para ser aplicado como um novo elemento de fricção e estudar seu comportamento técnico, comparando-o ao desempenho de pastilhas de freio automotivo encontradas no mercado. Dessa maneira, agregar valor ao mineral, classificando-o como resíduo a ser aproveitado industrialmente e não mais como rejeito. Para tanto, este trabalho investigou o efeito da quantidade de ardósia nas características de fricção das pastilhas de freio confeccionadas. Em um primeiro momento foram realizadas análises de caracterização dos rejeitos de ardósia e da resina fenólica, englobando estudos mineralógico, químico e de comportamento térmico. Posteriormente, para o compósito, realizaram-se análises de caracterização envolvendo micrografias e ensaios mecânicos de dureza, desgaste e de coeficiente de atrito. A análise por DRX indicou os principais constituintes da ardósia: quartzo, clorita, muscovita, albita e ortoclásio. Na curva TG da rocha, observou-se uma degradação mais intensa entre 500 ºC e 700 ºC. Para a resina fenólica, a curva TG evidenciou o início do pico de degradação térmica um pouco acima de 400 ºC, e a curva DSC apresentou um pico exotérmico próximo de 150 ºC, correspondendo ao início de sua reação de reticulação. No espectro de FTIR, observou-se os principais grupos funcionais da resina: grupo fenólico, anéis aromáticos e a presença de hexamina. A microestrutura do compósito, vista por meio de microscópio eletrônico de varredura, apresentou-se heterogênea e com boa adesão da fibra de vidro à matriz polimérica, sem significativa alteração entre as formulações. As características de fricção e desgaste foram determinadas por ensaio tribológico do tipo Pino-Disco com auxílio de uma balança analítica. Os coeficientes de atrito dos compósitos se mostraram regulares e estáveis, com média de 0,44 entre as amostras. A partir dos resultados obtidos, observou-se que a formulação contendo 40% de ardósia e 35% de resina fenólica foi a que apresentou os parâmetros de utilização mais satisfatórios e compatíveis com os atuais materiais de fricção comerciais.