Taka Norimasa, Aoyagi Yujin, Okawa Seigo e Uoshima Katsumi
Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos das condições de silanização nas propriedades mecânicas da resina reforçada com fibra de SiC.
Materiais e métodos: Uma mistura de dimetacrilato de uretano e dimetacrilato de trietilenoglicol (TEGDMA), com canforoquinona e metacrilato de 2-(N,N-dimetilamino)etil como iniciador de luz visível, foi preparada como uma resina de matriz. A fibra de SiC contendo 10% em massa de oxigênio foi silanizada por dois métodos, usando agentes de acoplamento de silano experimentais contendo 0,5, 1,0 e 2,0% em massa de 3-(metacriloiloxi) propil trimetoxi silano (γ-MPTS). Os métodos de silanização foram o método de secagem, que permitiu a silanização em condições atmosféricas por duas semanas, e o método de aquecimento, que permitiu a silanização a 100°C por 30 min. Após a silanização, as fibras de SiC foram analisadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As propriedades mecânicas da resina experimental reforçada com fibra de SiC foram medidas pelo teste de flexão de três pontos de acordo com a ISO 4049:2009, e a superfície de fratura da resina reforçada com fibra de SiC foi observada usando um Electron Probe Micro Analyzer (EPMA).
Resultados: Os picos de absorbância de FTIR em 815 cm -1 atribuídos aos grupos Si-O-CH3 do γ-MPTS e 1087 cm -1 atribuídos à ligação de siloxano Si-O-Si foram observados na fibra de SiC silanizada com 1,0% em massa de γ-MPTS pelo método de secagem. Além disso, a observação de EPMA mostrou que essas fibras de SiC foram cobertas com a resina da matriz. Assim, essas fibras de SiC puderam aderir quimicamente à resina da matriz. A resistência à flexão e o módulo da resina reforçada com fibras contendo a fibra de SiC silanizada com 1,0% em massa de γ-MPTS usando o método de secagem foram 238,7 ± 41,1 MPa e 6,0 ± 1,1 GPa, respectivamente. Em contraste, aqueles da resina reforçada com fibras de SiC contendo as fibras de SiC silanizadas pelo método de aquecimento não foram melhorados.
Conclusão: A resina reforçada contendo a fibra de SiC silanizada com 1,0% em massa de γ-MPTS pelo método de secagem mostrou propriedades mecânicas superiores às das outras resinas reforçadas com fibras de SiC.